非煤岩岩爆倾向性评价规范-第 2 部分：数值模拟方法与材料模型参数标定-征求意见稿.docx

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T/GRM057.1-2023

非煤岩岩爆倾向性评价规范

第2部分：数值模拟方法与材料模型参数标定

1范围

本文件规定了非煤岩岩爆倾向性评价中数值模拟方法与材料模型参数标定的关键流程，包括但不限于岩爆模拟目标分析、数值模型几何分析、数值模拟方法、数值模拟软件、建模及网格划分、本构模型及参数标定、初始化和边界条件、模型验证和岩爆倾向性预测模拟的实施等。

本文件适用于非煤地下矿山和其他非煤地下工程的围岩岩爆倾向性评价，具体涵盖从数值模拟的前期准备到具体实施的全过程。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。3.1

非煤岩岩爆倾向性数值模拟Numericalsimulationforrockburstpronenessofnon-coalrocks

利用数值分析方法，建立岩体模型并施加初始应力、边界条件及开挖过程，预测和评

估地下工程中非煤岩体的岩爆风险。3.2

岩爆倾向性预测Rockburstpronenessprediction

通过分析岩体开挖过程中应力和能量的演化特征，对岩石剧烈突发应变型岩爆的活跃性和剧烈性进行评估和预测。

3.3

连续模拟方法Continuumsimulationmethod

用于模拟假定具有连续特性材料，在承载荷载的过程中力学行为变化的数值模拟方法。3.4

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不连续模拟方法Discontinuumsimulationmethod

用于模拟具有不连续面结构材料，在承受荷载的过程中力学行为变化的数值模拟方法。3.5

混合模拟方法Hybridsimulationmethod

用于模拟材料在复杂荷载和环境因素下，同时表现出连续和离散力学行为的数值模拟方法。

3.6

有限元法FiniteelementmethodFEM

将结构或材料等连续体划分为多个有限小单元，每个单元用简单形函数近似描述位移、应力、温度等场变量变化，建立单元平衡方程并组合成整体方程，求解得到系统近似解的数学方法。

3.7

有限差分法FiniteDifferenceMethodFDM

用差分近似代替微分，将连续微分方程转换为离散代数方程，在问题域上设置规则或不规则的网格，将微分方程在每个网格点离散化，求解得到各点近似值的数学方法。

3.8

离散元法DiscreteElementMethodDEM

通过计算每个块体或颗粒的运动轨迹、相互作用力及其碰撞、摩擦等力学效应，模拟颗粒材料在外力作用下整体响应的数学方法。

3.9

边界元法BoundaryElementMethodBEM

仅在问题域边界上离散化，将原始偏微分方程转化为边界积分方程，减少问题维数，求解无限或半无限域中偏微分方程问题的数学方法。

3.10

不连续变形分析法DiscontinuousdeformationanalysisDDA

研究岩体和结构在受力状态下的不连续变形行为的数学方法。

注：DDA法通过将复杂岩体或结构划分为多个块体，分析块体在外力作用下的滑动、旋转和分离等运动和相互作用。

3.11

离散裂隙网格法DiscreteFractureNetworkDFN

通过明确表示岩体中的裂隙网络，将裂隙作为独立的几何实体来处理，反映裂隙的空间分布、几何特征和力学性质，模拟和分析地下岩体中裂隙分布和行为的数值方法。

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3.12

应力初始化Stressinitialization

为反应介质在实际地质条件下的应力状态而对模型施加初始应力的行为。

注：应力初始化确保模型在模拟过程中准确模拟工程活动引起的应力变化和材料响应。3.13

莫尔-库伦准则Mohr-CoulombcriterionM-C

建立剪应力与正应力之间的函数关系，描述材料剪切破坏行为的准则。3.14

霍克布朗准则Hoek-BrowncriterionH-B

基于实验数据，适用于不同类型的岩石和岩体，描述不同类型岩体破坏和强度特性的经验屈服准则。

3.15

德鲁克－普拉格准则Drucker–PragerCriterionD-P

描述材料在三轴应力状态下的屈服和破坏行为的强度准则。

考虑静水压力和中间主应力影响，描述材料在不同应力状态下的屈服准则。注：德鲁克-普拉格准则在应力空间中定义一个屈服面。

3.16

弹性应变能密度Elasticstrainenergyd