基于PFC2D的岩石细观参数确定方法研究

简介：
本研究探讨了利用PFC2D软件确定岩石细观结构参数的方法，旨在为岩石力学特性分析提供基础数据支持。通过模拟实验和理论分析相结合，优化参数选取流程，提高模型预测精度。 现有的标定方法主要应用于单轴压缩试验，并且仅依赖于此类试验所建立的数值模型在拉伸强度与强度包络线方面的预测准确性较低。因此，本段落采用正交实验设计的方法，在单轴压缩、单轴拉伸及三轴压缩的基础上对平行黏结模型细观参数标定方法进行了研究。通过多因素方差分析确定了各细观参数对宏观力学特性的影响程度，并建立了宏观力学指标与细观参数之间的关系。 基于此，提出了一种能够匹配岩石弹性模量、泊松比、单轴抗压强度、启裂强度、拉压强度比及摩擦角的细观参数标定方法。通过对比锦屏大理岩的实际力学试验结果发现，采用本段落提出的标定方法建立的数值模型在宏观力学特性以及单轴压缩应力-应变曲线方面与实验数据高度吻合，并能够准确反映岩石在单轴和三轴条件下的破坏模式，从而验证了该标定方法的有效性。 然而，在对极限主应力关系进行拟合时发现PFC2D软件的表现不如预期。这可能是因为平行黏结模型将不规则形状的矿物颗粒理想化为圆形颗粒，而这种简化可能会忽略实际中不同形状颗粒之间的咬合作用差异。