基于颗粒流模拟的硬岩CWFS模型等效塑性参数优化研究

摘要

针对目前粘结强度弱化-摩擦强度强化(CWFS)本构模型中两个关键参数εpc和εpf的确定问题,以杏山铁矿-45 m水平采场区域为例,基于颗粒流理论,建立了片麻岩颗粒非均质几何模型,对片麻岩的三轴压缩试验进行模拟；结合AE声发射与PFC内置Crack数量记录程序的监测结果,对PFC模拟和室内试验的应力-应变曲线规律进行了深入分析,揭示了片麻岩破裂过程中的细观力学特性与强度参数的劣化规律.最后,借助FLAG2D有限差分软件,对εpc和εpf的取值进行了优化和验证,确定优化后的εpc和εpf取值分别为0.015和0.037.经参数优化后的CWFS模型模拟的岩石单轴压缩应力-应变曲线与室内刚性试验曲线比较吻合.研究成果对CWFS模型今后工程应用的推广有一定的参考价值.