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Updated: 合成岩体模拟[Synthetic Rock Mass modeling]

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1 引言

历经15年的时间, 合成岩体Synthetic Rock Mass (SRM) 模拟技术已经从2008年的PFC4.0发展到目前的PFC7.0. GeotechSet中含有大量关于SRM的数据, 今天花了几个小时作了一个updated的总结, 主要的数据索引保存在以下三个文件中:

Synthetic Rock Mass.txt

Synthetic rock mass modeling.txt

Use of Synthetic Rock Masses.txt

论文保存在:\Geotech\Rock Mechanics\synthetic rock mass文件夹内(72篇). 过去的公 众 号"Synthetic Rock Mass"文章聚合如下:


2 SRM的应用

SRM模拟用来研究三维节理岩体的强度和变形行为。它使用粘结颗粒的集 合表示完整岩石, 嵌入的离散断裂网络DFN表示节理。SRM克服了早期工作中存在的模型尺寸和表示节理的限制,允许快速构造和测试直径为10-100米的中等到严重节理化的岩石样本,这些岩石含有数千个非贯通性节理。SRM模拟用于估算岩体的峰前属性(模量、损伤阈值、峰值强度)和峰后属性(脆性、残余强度、破碎),并用于分析大规模边值问题(例如岩体边坡稳定性)。SRM模拟允许考虑三维大型复杂非贯通性节理网络以及块体断裂,包括不完整节理对块体强度的影响。

一个通用的SRM数值模拟步骤如下:(1) 根据现场数据建立离散断裂网络DFN; (2) 对构造的DFN模型进行了随机抽样,按恒定的高宽比分离出N个立方样本进行模拟; (3) 对每个立方样本进行强度试验, 并记录了每个样本的全部应力应变行为。这种方法为确定大规模岩体样本的复杂构成行为提供了一种方法。这在实验室中通常很难实现或不可能实现。根据每个样本的应力应变曲线可以估算其强度特性和REV等数据.


3 参考文献

[1] Esmaieli, K., et al. (2015). "Capturing the complete stress-strain behaviour of jointed rock using a numerical approach." International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics 39(10): 1027-1044. (pdf)


[2] Esmaieli, K., J. Hadjigeorgiou and M. Grenon. (2010). "Estimating Geometrical and Mechanical REV based on Synthetic Rock Mass Models at Brunswick Mine," Int. J. Rock Mech. Min., 47(6), 915-926. (pdf)


[3] Pierce, M., D. Mas Ivars and B. Sainsbury (2009). “Use of Synthetic Rock Masses (SRM) to Investigate Jointed Rock Mass Strength and Deformation Behavior,” In Proceedings of the International Conference on Rock Joints and Jointed Rock Masses (Tucson, Arizona, January 2009), paper 1091. P. H. S. W. Kulatilake, ed. (pdf)


[4] Ivars, D., Pierce, M., Darcel, C., Reyes-Montes, J., Potyondy, D., Young, R., and Cundall, P. (2011). The synthetic rock mass approach for jointed rock mass modelling. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 48(2), 219-244. (pdf)


[5] Farahmand, K., et al. (2018). "Investigating the scale-dependency of the geometrical and mechanical properties of a moderately jointed rock using a synthetic rock mass (SRM) approach." Computers and Geotechnics 95: 162-179.


[6] Potyondy, D.O. &. Cundall, P.A. (2004) A Bonded-Particle Model for Rock. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 41: 1329-1364.


[7] Park, E.-S., Martin, C. D. and Christiansson, R.(2004) Simulation of the mechanical behavior of discontinuous rock masses using a bonded-particle model.  In Gulf Rocks 2004:  Rock mechanics across borders & disciplines, Paper no. ARMA/NARMS 04-480, Yale et al. (eds).


[8] Bastola, S. and M. Cai (2020). "Investigation of mechanical properties of jointed granite under compression using lattice-spring-based synthetic rock mass modeling approach." International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 126.


[9] Bastola, S. and M. Cai (2019). "Investigation of mechanical properties and crack propagation in pre-cracked marbles using lattice-spring-based synthetic rock mass (LSSRM) modeling approach." Computers and Geotechnics 110: 28-43.

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来源:计算岩土力学
MechanicalDeform断裂通用PFC试验
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首次发布时间:2022-11-19
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