隧道力学状态离散元模拟中的粒径效应

作     者：薄英鋆 王华宁 蒋明镜 车纳 Bo Yingjun;Wang Huaning;Jiang Mingjing;Che Na

作者机构：同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学航空航天与力学学院上海200092 天津大学建筑工程学院土木工程系天津300350 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 

出 版 物：《地下空间与工程学报》 (Chinese Journal of Underground Space and Engineering)

年 卷 期：2022年第18卷第5期

页      面：1471-1480页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11872281,51639008) 同济大学土木工程防灾国家重点实验室自主课题(SLDRCE19-A-06)。 

主　　题：离散元 粒径效应 隧道 特征长度比 岩石模型 

摘      要：对于工程尺度的离散元隧道模型,颗粒尺寸是决定模型计算准确性以及效率的重要参数。引入隧道直径与平均粒径之比(特征长度比R_(a)=D/D_(50))度量颗粒的相对尺寸,研究不同工况下相对粒径对离散元模型中应力、位移以及胶结破坏的影响。通过离散元结果与解析解对比和胶结破坏率分析,给出可获得高精度模拟结果的特征长度比范围。结果表明:无胶结破坏时,离散元径向应力误差略大于环向应力误差;相比于等压情况,不等压情况下平均位移误差将增大,当R_(a)35,离散元应力、位移与解析解误差将收敛至10%以内;发生胶结破坏时,破坏域范围达到稳定;对测量圆大小的分析显示,当圆内颗粒数目大于150左右时可以有效减小相对粒径较大时的应力误差。