定量确定PFC3D细观参数

摘要

细观参数的标定对于应用PFC研究岩石材料的力学特性和破坏机理具有重要意义。本文首次采用均匀设计的方法来确定三维离散元颗粒流程序中平行粘结模型的细观参数。通过分析细观参数对宏观参数(弹性模量E、泊松比v、单轴抗压强度σc、起裂应力与单轴抗压强度比σci/σc)的影响规律,得到细观参数的变化范围,从而建立了细观参数均匀设计表。通过均匀设计表和回归分析,建立了岩石材料细观参数与宏观参数的计算公式,从而可以定量确定PFC3D细观参数。完整岩石试件和预制裂纹岩石试件在单轴和三轴压缩下的PFC3D模拟结果(包括宏观力学参数、应力应变曲线和破坏过程)与实验结果吻合较好,验证了该细观参数与宏观参数计算公式的有效性。