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基于黏结颗粒模型的特厚坚硬煤层综放开采数值模拟研究 被引量:17
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作者 许永祥 王国法 +4 位作者 李明忠 何明 张金虎 周昌台 韩会军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3317-3328,共12页
基于榆神矿区特厚坚硬煤层超大采高综放开采技术条件,针对散体颗粒模型在埋深较浅的坚硬煤层综放开采模拟中顶煤冒放情况与实际不相符的问题,对比黏结颗粒模型与无黏结散体颗粒模型力学性质,讨论两种模型适用条件,得出黏结颗粒模型更适... 基于榆神矿区特厚坚硬煤层超大采高综放开采技术条件,针对散体颗粒模型在埋深较浅的坚硬煤层综放开采模拟中顶煤冒放情况与实际不相符的问题,对比黏结颗粒模型与无黏结散体颗粒模型力学性质,讨论两种模型适用条件,得出黏结颗粒模型更适合坚硬煤层综放开采模拟。阐述了黏结颗粒模型的建模和模拟过程:岩层内部采用平行黏结颗粒模型以模拟层内整体块体力学特性,层间采用光滑节理模型以模拟结构面力学性质;通过Fish语言和伺服控制原理实现液压支架初撑阶段、增阻阶段和恒阻阶段不同工况的模拟;根据支架顶梁位态采用逆向运动学方法更新支架整体位姿;通过Fish语言实现尾梁的不同幅度摆动。数值模拟结果表明:覆岩可形成下位基本顶不稳定砌体梁结构和上位基本顶稳定砌体梁结构,顶板来压步距介于10~20 m;顶煤破碎度和冒放性具有双周期性(走向周期与周期来压步距一致,表现为来压期间顶煤破碎较充分、冒放性好,优于非来压期间;垂向周期与顶煤层位相关,表现为下位顶煤破碎充分、冒放性好,优于上位顶煤);工作面煤壁整体稳定性较好,来压期间会出现煤壁破坏现象;液压支架总体处于较高的工作阻力状态;不同块度的顶煤冒放过程中可能形成小块度瞬时动态松散拱结构、中等块度不稳定拱结构和大块度稳定拱结构,尾梁成拱可采用"小拱小摆、大拱大摆"对策高效破拱,掩护梁成拱则需移架才可破拱。超大采高综放开采实践表明数值模拟结果与现场情况一致,黏结颗粒模型能较好地模拟埋深较浅的坚硬煤层综放开采顶煤冒放特征和矿压显现规律。本研究可为坚硬煤层顶煤冒放性和顶板覆岩结构数值模拟研究提供力学模型选择依据,为模拟过程实现方法提供借鉴。 展开更多
关键词 特厚煤层 坚硬煤层 综放开采 黏结颗粒模型
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矿石破碎颗粒黏结模型黏结键特征及表征
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作者 王晓 薛玉君 +2 位作者 程波 刘俊 李济顺 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期41-48,共8页
目的针对矿石颗粒黏结模型与实际矿石破碎特性存在差异造成的仿真不准确问题,重点对不同粒级矿石颗粒黏结模型中的黏结键特征进行研究。方法依据矿石强度尺寸效应理论,设计铜矿石颗粒黏结模型中基础颗粒间的黏结键参数,应用离散元方法对... 目的针对矿石颗粒黏结模型与实际矿石破碎特性存在差异造成的仿真不准确问题,重点对不同粒级矿石颗粒黏结模型中的黏结键特征进行研究。方法依据矿石强度尺寸效应理论,设计铜矿石颗粒黏结模型中基础颗粒间的黏结键参数,应用离散元方法对30,40,60 mm三种粒级铜矿石矿样进行落重试验和破碎仿真。本文给出黏结键等效临界变形的概念,讨论了矿石落重试验t10和冲击能量的关系,探讨黏结键参数变化规律。结果结果表明,三种粒级铜矿石颗粒黏结模型破碎仿真与落重试验粒级质量分数的平均误差分别为1.75%,1.66%,1.84%,试验和仿真得到的破碎粒度质量分数具有很好的一致性;法向和切向等效临界变形可以表征黏结键强度,单位冲击能量下落重试验的tn10可以表征矿石强度。结论利用黏结键等效临界变形和tn10的对应关系确定黏结键参数,提高了矿石颗粒黏结模型的建模效率和仿真精度。 展开更多
关键词 颗粒黏结模型 黏结 等效临界变形 离散元 矿石破碎
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具有黏结颗粒的搅拌槽功率特性 被引量:1
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作者 熊浩 包雨云 +1 位作者 汪晶 蔡子琦 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1273-1280,共8页
功耗是搅拌反应器设计和放大过程的重要参数。在圆柱形搅拌槽内通过实验研究了相对液体体积、转速和物料高度对功耗的影响,采用离散元方法(DEM),用Hertz-Mindlin with JKR模型模拟了不同相对液体体积颗粒的黏结力对功耗的影响。结果表明... 功耗是搅拌反应器设计和放大过程的重要参数。在圆柱形搅拌槽内通过实验研究了相对液体体积、转速和物料高度对功耗的影响,采用离散元方法(DEM),用Hertz-Mindlin with JKR模型模拟了不同相对液体体积颗粒的黏结力对功耗的影响。结果表明,随相对液体体积增大,功耗呈先增大后减小的变化趋势,在相对液体体积为0.0162时达到最大值。随转速增大,功耗增长变快,但随相对液体体积增大,转速对功耗的影响指数呈先减小后增大的趋势。不同物料高度的功耗最大值均为饱和颗粒的1.8倍,不同物料高度的单位质量功耗随相对液体体积的增长速率几乎一致。提出了新的间接测量颗粒间黏结力的方法,发现功耗与黏结力呈线性关系。 展开更多
关键词 黏结颗粒 搅拌槽 功耗 黏结 离散元方法
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黏结性粗颗粒流动与流态化的研究进展 被引量:5
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作者 李娜 王嘉骏 +1 位作者 冯连芳 顾雪萍 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期298-303,共6页
在石油、化工、食品等多个领域经常需要处理黏结性粗颗粒,颗粒的黏结会严重影响生产效率。本文综述了黏结性粗颗粒的流动、流态化特性以及改善其流化性能的措施。阐述了粗颗粒间的黏结机理以及主要作用力(液体桥力和固体桥力)的研究进展... 在石油、化工、食品等多个领域经常需要处理黏结性粗颗粒,颗粒的黏结会严重影响生产效率。本文综述了黏结性粗颗粒的流动、流态化特性以及改善其流化性能的措施。阐述了粗颗粒间的黏结机理以及主要作用力(液体桥力和固体桥力)的研究进展:目前的研究采用实验和数值模拟两种方法,探究湿含量、流体黏度、操作压力等对黏结性粗颗粒的流动混合及其流态化的影响;改善黏结性粗颗粒流化性能主要有提高风速和改造装置等措施。分析表明,对于液体桥力的研究已经比较系统深入,而以固体桥力为主要黏结力的粗颗粒,其黏结机理还有待进一步的发展。指出随着高性能计算技术的发展,新的颗粒间作用力数学模型与离散单元法的耦合,将成为研究黏结性粗颗粒流动及流态化的重要方法。 展开更多
关键词 颗粒 流态化 黏结性粗颗粒 颗粒间作用力 离散单元法
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单颗粒黏结行为的实验研究 被引量:3
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作者 王希 蔡春荣 由长福 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期895-900,共6页
实验研究了固体桥力作用下的颗粒黏结脖颈成长及抗拉强度变化规律。通过颗粒黏结的动态观测,发现烧结理论能很好地解释脖颈的成长过程,接触时间对脖颈影响相对较小,黏结温度影响较大;通过测量温度场中的脖颈抗拉强度,发现黏结温度升高,... 实验研究了固体桥力作用下的颗粒黏结脖颈成长及抗拉强度变化规律。通过颗粒黏结的动态观测,发现烧结理论能很好地解释脖颈的成长过程,接触时间对脖颈影响相对较小,黏结温度影响较大;通过测量温度场中的脖颈抗拉强度,发现黏结温度升高,抗拉强度先增后减,液相出现后抗拉强度迅速下降;黏结时间增长,抗拉强度逐渐增大,并趋向于一个稳定值;接触压力增大,抗拉强度也随着增大。研究还证实了脖颈抗拉强度低于同温度下的材料强度,脖颈存在晶格缺陷。量纲1脖颈强度在温度低于0.8Tmelt时变化幅度很小,小于材料强度的0.1倍;在高于0.8Tmelt后,量纲1脖颈抗拉强度会迅速增大,直至逼近材料自身的强度。 展开更多
关键词 颗粒黏结 固体桥力 脖颈成长机制 脖颈抗拉强度
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基于落重试验的离散元多颗粒黏结建模技术 被引量:2
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作者 王晓 薛玉君 +4 位作者 刘俊 杨纪昌 邹声勇 Zhiqiang GUAN 李济顺 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2258-2268,共11页
确定磨矿工艺参数以保证最佳的物料粒度分布是近年来矿物加工研究的热点,而矿物加工过程的物料粒度控制是提高选矿效率的关键。离散元法(DEM)仿真是研究物料破碎过程的有效方法,物料模型的构建对离散元仿真结果有显著影响。本文基于物... 确定磨矿工艺参数以保证最佳的物料粒度分布是近年来矿物加工研究的热点,而矿物加工过程的物料粒度控制是提高选矿效率的关键。离散元法(DEM)仿真是研究物料破碎过程的有效方法,物料模型的构建对离散元仿真结果有显著影响。本文基于物料落重试验,提出了离散元仿真用多颗粒黏结模型关键参数颗粒组成和颗粒间黏结键参数值的设置方法。应用该方法对单块矿石进行了多颗粒黏结建模,通过离散元仿真冲击破碎过程,得到了单块矿石的破碎粒度分布。离散元仿真结果与落重试验得到的破碎粒度分布具有良好的一致性,表明该建模技术可以表征矿石物料的破碎特性,为破磨过程仿真提供了一种有效的物料建模方法。 展开更多
关键词 物料破碎 落重试验 颗粒粒度 离散元仿真 颗粒黏结模型
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基础颗粒粒径对颗粒黏结模型精度的影响
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作者 王晓 薛玉君 +3 位作者 程波 刘俊 GUAN Zhi-qiang 李济顺 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1491-1503,共13页
应用离散元方法(Discrete elementmethod,DEM)仿真矿石破碎时,通常采用颗粒黏结模型对矿石进行建模,颗粒黏结模型中的基础颗粒粒径对仿真结果影响显著。为了研究基础颗粒粒径变化对模型精度的影响,本文设计了9组基础颗粒粒径组合,构建... 应用离散元方法(Discrete elementmethod,DEM)仿真矿石破碎时,通常采用颗粒黏结模型对矿石进行建模,颗粒黏结模型中的基础颗粒粒径对仿真结果影响显著。为了研究基础颗粒粒径变化对模型精度的影响,本文设计了9组基础颗粒粒径组合,构建了矿石的颗粒黏结模型,进行了金矿石破碎的离散元仿真,得到了不同粒径组合下的破碎粒度分布,并将仿真结果与试验得到的破碎粒度分布进行了对比分析。结果表明:基础颗粒粒径组合对模型精度存在影响,采用适当的基础颗粒粒径组合构造颗粒黏结模型能够提高模型精度。当基础颗粒粒径之间的差值相当时,模型精度较高,仿真得到的破碎粒度分布和落重试验结果的一致性良好。对相同粒度的铁矿石与铜矿石进行了仿真,验证了基础颗粒粒径选取方法的有效性。 展开更多
关键词 颗粒黏结模型 矿石破碎 离散元方法 破碎仿真 落重试验
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基础颗粒数量组合对颗粒黏结模型精度的影响
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作者 王晓 薛玉君 +3 位作者 程波 刘俊 官志强 李济顺 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第4期27-33,M0004,共8页
针对矿石破碎模型与实际矿石性质差异造成的破碎仿真不准确及磨矿工艺参数难以确定的问题,采用离散元法建立矿石颗粒黏结模型,重点研究基础颗粒的数量组合对颗粒黏结模型精度的影响。依据落重试验破碎的63~53 mm粒级矿石,构建了5组不同... 针对矿石破碎模型与实际矿石性质差异造成的破碎仿真不准确及磨矿工艺参数难以确定的问题,采用离散元法建立矿石颗粒黏结模型,重点研究基础颗粒的数量组合对颗粒黏结模型精度的影响。依据落重试验破碎的63~53 mm粒级矿石,构建了5组不同粒径颗粒的数量组合及对应的颗粒黏结模型。通过对颗粒黏结模型的破碎仿真及实际矿石的破碎试验,得到破碎后粒度分布结果,对比分析了仿真与试验的破碎后粒度分布差异。研究结果表明:当大颗粒体积不超过总体积的50%,且中间颗粒与大颗粒体积比为0.21~0.22时,破碎仿真粒度的分布与实际矿石破碎试验结果较为一致。在模型体积填充率不变的情况下,不同基础颗粒的数量组合对破碎后颗粒团簇粒度有较大影响,选择合适的基础颗粒数量组合能够提高颗粒黏结模型的精度。 展开更多
关键词 颗粒黏结模型 基础颗粒数量组合 矿石破碎 离散元
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基于颗粒离散元模型的花岗岩压缩试验模拟研究 被引量:32
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作者 张学朋 王刚 +3 位作者 蒋宇静 吴学震 王者超 黄娜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期99-105,共7页
基于颗粒流理论,以黄岛国家石油储备库地下洞库的花岗岩室内试验测试为背景,借助PFC2D(particle flow code)的黏结颗粒模型(bonded particle model,BPM)建立双轴压缩模型。以花岗岩室内试验的宏观力学参数和破坏形态为参照,通过"... 基于颗粒流理论,以黄岛国家石油储备库地下洞库的花岗岩室内试验测试为背景,借助PFC2D(particle flow code)的黏结颗粒模型(bonded particle model,BPM)建立双轴压缩模型。以花岗岩室内试验的宏观力学参数和破坏形态为参照,通过"试错法"得出黏结颗粒模型相对应的细观物理力学性质参数。模拟试验的弹性模量、泊松比与室内试验值吻合较好,BPM模型由于选用圆形颗粒导致黏聚力和内摩擦角与室内试验值相比有一定偏差。模拟试验与室内试验的试件破坏形态均以单斜面剪切破坏为主。采用校准的细观物理力学性质参数,应用BPM模型再现花岗岩压缩试验全过程,深入分析微裂纹萌生演化及能量变化规律。研究表明,压缩过程中岩石试件内裂纹扩展主要经历平稳发展-急剧增加-平稳发展3个阶段;变形过程中,花岗岩试件边界能、应变能、黏结能、摩擦能及动能在各个阶段的变化很好地解释花岗岩受力破坏的细观力学机制。 展开更多
关键词 颗粒流理论 黏结颗粒模型(BPM) 试错法 微裂纹 能量耗散
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基于离散颗粒模型的岩体结构面动-静态刚度系数对比的数值模拟研究 被引量:2
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作者 周剑 王彦兵 +2 位作者 张路青 金永军 涂新斌 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期25-33,共9页
岩体工程计算分析中结构面刚度系数是至关重要的力学参数,计算分析的精度和可靠程度与这个参数密不可分,结构面刚度系数取值仍然是一个难点。岩体中应力波传播至结构面处将会发生反射和透射现象,利用应力波透射系数可反演结构面动态刚... 岩体工程计算分析中结构面刚度系数是至关重要的力学参数,计算分析的精度和可靠程度与这个参数密不可分,结构面刚度系数取值仍然是一个难点。岩体中应力波传播至结构面处将会发生反射和透射现象,利用应力波透射系数可反演结构面动态刚度系数。本文从细观力学角度运用颗粒离散元方法,开发分段线性接触模型及应力波吸收边界模型,开展宏观岩体中应力波传播的模拟,结合准静态压缩试验模拟,研究了较为平直的岩体结构面分别在不同正应力条件下的动、静态刚度系数的变化特征。模拟结果表明:(1)利用C++语言开发的分段线性接触模型很好地实现了结构面非线性变形特征的模拟;(2)基于颗粒离散元方法能够准确地反映岩体中应力波传播规律,应力波通过不同刚度结构面的透射系数与理论解一致;(3)在离散颗粒模型中加入黏滞吸收边界条件很好地实现了在有限尺寸模型中远场应力波传播模拟;(4)在岩体模型中结构面接触部位运用分段线性接触模型,通过模拟应力波传播与单轴压缩试验分别获得了一致性较好的结构面动、静态刚度系数,结构面动/静态刚度系数之比值约为1.0。本文对岩体中结构面刚度的测试和取值具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 结构面刚度系数反演 应力波传播 黏结颗粒模型 吸收边界模型 接触模型
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基于非解析计算流体力学和离散单元法的大颗粒在流场中的高效率运动模拟 被引量:6
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作者 熊书春 臧孟炎 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第15期6140-6146,共7页
为实现占据多个流体网格的大颗粒在流场中运动的仿真,基于计算流体力学和离散单元法耦合(computational fluid dy namics-discrete element mothod,CFD-DEM),提出了一种新的数值方法。使用黏结颗粒模型将大颗粒近似表示为多个小球形颗... 为实现占据多个流体网格的大颗粒在流场中运动的仿真,基于计算流体力学和离散单元法耦合(computational fluid dy namics-discrete element mothod,CFD-DEM),提出了一种新的数值方法。使用黏结颗粒模型将大颗粒近似表示为多个小球形颗粒黏结而成,基于非解析CFD-DEM方法计算流体对每个小球颗粒的作用力,将所有小球颗粒运动参数的平均值用于描述整个黏结颗粒的运动状态。通过黏性流体中球形大颗粒的沉降运动模拟,比较仿真结果与相关实验数据,结果表明:该方法不仅能准确模拟球形大颗粒的沉降运动,而且与浸没边界法相比计算效率更高。与传统的解析CFD-DEM方法相比,此方法还可以方便且准确地模拟三维情况下非球形大颗粒在流场中的运动。 展开更多
关键词 计算流体力学和离散单元法 颗粒沉降 黏结颗粒模型 非球形颗粒
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基于离散元法的颗粒破碎模拟研究进展 被引量:38
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作者 徐琨 周伟 +2 位作者 马刚 常晓林 杨利福 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期880-889,共10页
颗粒破碎对颗粒集合体的力学响应有着显著的影响。由于试验手段的限制,基于物理试验的颗粒破碎细观尺度的研究受到很大制约。离散元法为从不同尺度上研究颗粒破碎对颗粒集合体力学特性的影响提供了一条有效的方法。通过回顾国内外现有... 颗粒破碎对颗粒集合体的力学响应有着显著的影响。由于试验手段的限制,基于物理试验的颗粒破碎细观尺度的研究受到很大制约。离散元法为从不同尺度上研究颗粒破碎对颗粒集合体力学特性的影响提供了一条有效的方法。通过回顾国内外现有研究成果,介绍了基于离散元模拟颗粒破碎的两种方法,即基于颗粒黏结模型和基于碎片替换法的颗粒破碎模拟方法,论述了这两类方法的特点。基于颗粒黏结模型的颗粒破碎模拟方法破碎程度有限而且难以开展较大规模模拟计算,基于碎片替换法的颗粒破碎模拟方法需要考虑碎片替换模式和颗粒破碎准则这两个关键问题。整理并讨论了现有破碎模式中碎片颗粒的数目、尺寸分布、满足质量守恒定律的策略以及破碎的应力判定准则和力判定准则。提出了基于离散元的颗粒破碎模拟方法可能的研究方向。 展开更多
关键词 离散元 颗粒破碎 颗粒黏结模型 碎片替换模式 破碎准则
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香菇菌渣致密成型过程中颗粒黏结和断裂研究
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作者 李震 张冬会 +2 位作者 张鑫宇 王少锋 许胜 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期188-195,共8页
为研究香菇菌渣颗粒致密成型过程中的颗粒接触黏结和断裂特性,进行了单轴压缩力学实验及声发射信号的检测,同时使用离散元软件PFC进行模拟分析,探究了香菇菌渣颗粒的接触黏结断裂、力链网络特性和不同孔隙率下的应力-应变曲线、颗粒组... 为研究香菇菌渣颗粒致密成型过程中的颗粒接触黏结和断裂特性,进行了单轴压缩力学实验及声发射信号的检测,同时使用离散元软件PFC进行模拟分析,探究了香菇菌渣颗粒的接触黏结断裂、力链网络特性和不同孔隙率下的应力-应变曲线、颗粒组构变化等。结果表明:声发射计数随应力的增加而增加,至少有88.28%的声发射计数是由张拉型黏结断裂所贡献的;在应变为0.2、0.3、0.4和0.5时,力链数量分别递增为6304、7076、8080和9258,持续的压力作用增强了颗粒之间的胶结;在孔隙率为0.36、0.38和0.40时,接触数目分别增加了64.78%、66.55%和70.39%;张拉型黏结断裂数目分别占总数目的85.67%、90.20%和88.28%,远大于剪切型黏结断裂数目,颗粒更倾向于在垂直90°左右的方向上发生断裂。 展开更多
关键词 香菇菌渣颗粒 颗粒黏结 单轴压缩 声发射 力链 黏结断裂
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对辊破碎机对钨矿石的层压破碎特性研究
14
作者 李洋波 蔡改贫 阮辽 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期212-225,共14页
针对岩石破碎过程的复杂性以及传统仿真模型的局限性——反映替换颗粒群信息少且无法定位替换颗粒群中某一颗粒,使得所模拟的颗粒无法被连续破碎,导致仿真精度较低等问题,提出了通过离散元应用编程接口开发的改进破碎模型——多次替换... 针对岩石破碎过程的复杂性以及传统仿真模型的局限性——反映替换颗粒群信息少且无法定位替换颗粒群中某一颗粒,使得所模拟的颗粒无法被连续破碎,导致仿真精度较低等问题,提出了通过离散元应用编程接口开发的改进破碎模型——多次替换的颗粒黏结模型(bonded particle model,BPM)。该方法能实现颗粒在破碎过程中的多次连续替换,更加贴近实际破碎过程,可提升仿真精度。基于对辊破碎机的三维模型与参数标定后的钨矿石颗粒群,对破碎机内的钨矿石颗粒群进行层压破碎可视化仿真分析,并结合室内试验研究了对辊破碎机的层压破碎特性,以验证数值仿真的有效性。结果表明:通过仿真得到的钨矿石颗粒受力与破碎速率的关系说明对辊破碎机可实现层压破碎;钨矿石碎后粒径分布误差为0.889~1.940 mm,且碎后粒径分布满足正态分布,说明仿真分析准确且有效。不同粒径配比下的钨矿石层压破碎试验结果表明,颗粒间相互作用力对破碎效率的影响程度大于颗粒低孔隙率。研究结果为进一步提高对辊破碎机的生产效率提供了依据,且所提出的改进破碎模型为物料的破碎研究提供了一种新方法。 展开更多
关键词 改进破碎模型 颗粒黏结模型 对辊破碎机 可视化仿真 层压破碎试验
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等效岩体技术在岩体工程中的应用 被引量:39
15
作者 吴顺川 周喻 +1 位作者 高利立 张晓平 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1435-1441,共7页
以某露天矿边坡为工程背景,结合岩石力学参数室内和现场原位试验,基于颗粒流理论和PFC3D程序,运用等效岩体技术,建立充分反映节理分布特征并考虑细观破裂效应的等效岩体模型,采用Fish语言编制加卸载命令流,研究岩体的强度和力学效应。... 以某露天矿边坡为工程背景,结合岩石力学参数室内和现场原位试验,基于颗粒流理论和PFC3D程序,运用等效岩体技术,建立充分反映节理分布特征并考虑细观破裂效应的等效岩体模型,采用Fish语言编制加卸载命令流,研究岩体的强度和力学效应。研究结果表明:(1)等效岩体在单轴压缩时,轴向应力–应变曲线分为弹性变形阶段、非稳定破裂塑性阶段和破裂后阶段,抗压强度和弹性模量与标准岩块试样相比,有较大幅度降低;(2)随围压增大,等效岩体抗压强度和残余强度明显提高,延性特征增强,逐渐向理想塑性过渡;(3)等效岩体技术能有效地描述岩体受节理分布影响而表现的各向异性特征;(4)等效岩体内部微裂纹主要沿节理走向分布并扩展,破坏形式受主导节理面产状及性质控制。 展开更多
关键词 岩石力学 颗粒流理论 等效岩体技术 黏结颗粒模型 光滑节理模型 三维结构面网络模型
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大理岩脆-延-塑转换特性的细观模拟研究 被引量:31
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作者 余华中 阮怀宁 褚卫江 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期55-64,共10页
针对锦屏深埋大理岩峰后变形破坏的脆-延-塑转换特性,采用颗粒流程序(PFC)中的簇单元模型(CPM)对其进行细观模拟研究。经过对室内试验结果的反复模拟校准,获得描述锦屏深埋大理岩力学性质的一组细观物理力学性质参数。模型试验结果表明... 针对锦屏深埋大理岩峰后变形破坏的脆-延-塑转换特性,采用颗粒流程序(PFC)中的簇单元模型(CPM)对其进行细观模拟研究。经过对室内试验结果的反复模拟校准,获得描述锦屏深埋大理岩力学性质的一组细观物理力学性质参数。模型试验结果表明:试样的一系列宏观力学表现,包括弹性模量、泊松比、单轴与启裂抗压强度、应力-应变曲线、峰值与残余强度包络线、拉压强度比以及破坏形态等均与锦屏深埋大理岩的试验结果具有良好的一致性。对不同围压下裂纹发育规律的研究表明:不同应力状态下细观裂纹发育特征的显著差异是导致大理岩的变形破坏出现脆-延-塑转换特性的主要原因;张性裂纹的大量发育决定介质的脆性破坏模式,而剪切裂纹数目的快速增长则促使介质由脆性破坏模式逐渐向延-塑性破坏模式转换。 展开更多
关键词 岩石力学 深埋大理岩 脆-延-塑转换 颗粒流程序 黏结颗粒模型 簇单元模型 强度包络线
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考虑粗骨料破碎的混凝土力学特性细观模拟 被引量:6
17
作者 崔溦 魏杰 李国栋 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期50-56,共7页
基于离散元方法,采用三维扫描技术获得粗骨料真实形态,并通过黏结颗粒模型实现粗骨料破碎,构建混凝土粗骨料-砂浆-ITZ的三相离散元模型,从细观层次探究粗骨料破碎对混凝土变形和破坏特性的影响.结果表明:含有不同可破碎粗骨料质量分数... 基于离散元方法,采用三维扫描技术获得粗骨料真实形态,并通过黏结颗粒模型实现粗骨料破碎,构建混凝土粗骨料-砂浆-ITZ的三相离散元模型,从细观层次探究粗骨料破碎对混凝土变形和破坏特性的影响.结果表明:含有不同可破碎粗骨料质量分数的混凝土应力应变曲线变化趋势基本相同,峰值应力和峰值应变整体上随可破碎粗骨料质量分数的增加而减少;粗骨料的破碎会影响混凝土的抗压强度,随着可破碎粗骨料质量分数的增加,混凝土抗压强度先短暂上升而后迅速下降,达到临界值32%后,混凝土抗压强度基本不变;从细观角度解释了裂缝不仅沿着ITZ拓展,还存在贯穿粗骨料的现象. 展开更多
关键词 混凝土强度 粗骨料破碎 离散元方法 黏结颗粒模型 细观模拟
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基于离散元和全析因实验设计的BPM力学参数 被引量:3
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作者 李强 巩亚东 +1 位作者 宋伟刚 及钊 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1264-1268,共5页
为研究岩石微观力学参数与宏观力学性能之间关系并提高岩石破碎离散元仿真效率,从破碎原理出发,基于EDEM进行单轴压缩数值分析,研究摩擦系数、材料剪切模量、微观颗粒个数、平行键强度和刚度对岩石抗压强度和宏观刚度的影响.再通过全析... 为研究岩石微观力学参数与宏观力学性能之间关系并提高岩石破碎离散元仿真效率,从破碎原理出发,基于EDEM进行单轴压缩数值分析,研究摩擦系数、材料剪切模量、微观颗粒个数、平行键强度和刚度对岩石抗压强度和宏观刚度的影响.再通过全析因实验设计得到影响岩石力学性能关键的主效应和交互效应,并以此为变量运用回归方法对黏结颗粒模型(bonded particle model,简称BPM)的宏观力学参数进行预测并进行方差、拟合优度和残差分析.仿真及物理实验结果证明该预测模型可行,误差率小于10%. 展开更多
关键词 离散元方法 全析因实验 黏结颗粒模型 回归分析 破碎原理
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不同加载条件下的煤岩体压缩试验模拟研究 被引量:5
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作者 李建乐 郑参 +2 位作者 颜港 王凯 谢友财 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第1期17-20,共4页
为研究不同加载条件下的煤岩破坏特征,采用离散元数值软件PFC建立了双轴压缩模型。选取颗粒间黏结颗粒模型,设定其接触关系,并利用伺服加载机制实现了不同围压下变速率双轴压缩数值模拟。对部分煤岩模拟试件破坏形态、微裂纹发育过程、... 为研究不同加载条件下的煤岩破坏特征,采用离散元数值软件PFC建立了双轴压缩模型。选取颗粒间黏结颗粒模型,设定其接触关系,并利用伺服加载机制实现了不同围压下变速率双轴压缩数值模拟。对部分煤岩模拟试件破坏形态、微裂纹发育过程、应力-应变曲线以及声发射事件数进行研究,分析了围压与加载速率对试件破坏特征的影响。研究结果表明:围压越大,试件的轴向应力峰值越大;加载速率对试件的轴向应力峰值影响较弱;压缩过程中岩石试件内裂纹扩展主要经历平稳发展-急剧增加-平稳发展3个阶段,煤岩体损伤程度越高,声发射事件数越多。 展开更多
关键词 颗粒流理论 双轴压缩 黏结颗粒模型 煤岩损伤 声发射
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FGC植物纤维复合墙板提高保温性能的研究 被引量:1
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作者 王士坤 《建筑节能》 CAS 2007年第6期13-16,共4页
FGC植物纤维复合墙板是以废弃物麦秸、锯末为主要原料研制成的一种新型绿色、环保墙材。但由于还没解决其保温性能问题,目前主要在隔墙板使用中,未能广泛应用。研究了FGC墙板中添加保温材料形成FGC保温墙板的几种方案,探讨了FGC墙板作... FGC植物纤维复合墙板是以废弃物麦秸、锯末为主要原料研制成的一种新型绿色、环保墙材。但由于还没解决其保温性能问题,目前主要在隔墙板使用中,未能广泛应用。研究了FGC墙板中添加保温材料形成FGC保温墙板的几种方案,探讨了FGC墙板作为围护外墙的保温问题。 展开更多
关键词 FGC植物纤维复合墙板 聚苯乙烯板 聚苯颗粒保温黏结 现场发泡聚氨酯保温材料
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