《顆粒流與巖石力學行為研究》從多尺度、多條件和多維度的視角，系統介紹了顆粒離散元方法在巖石力學、巖土工程、采礦工程等相關領域的基礎理論及工程應用等內容。《顆粒流與巖石力學行為研究》共8章，包括顆粒離散元基本概念及其在巖土工程中的應用概述、PFC軟件基礎理論與細觀力學參數確定方法、等效巖體技術、巖石破裂過程聲發射模擬技術、脆性巖石力學特性模擬方法、應力波及破裂源定位模擬方法、巖土工程穩定性連續離散耦合模擬方法、散體礦巖放礦模擬方法等。
目錄
《巖石力學與工程研究著作叢書》序
《巖石力學與工程研究著作叢書》編者的話
前言
第1章離散單元法及其應用概述1
1.1離散單元法簡述1
1.2離散元顆粒流理論及PFC軟件簡述3
1.3PFC軟件在巖土工程領域的應用4
1.3.1巖石力學基礎理論研究4
1.3.2土力學基礎理論研究5
1.3.3工程應用研究6
參考文獻7
第2章PFC軟件基礎理論與細觀力學參數確定方法11
2.1理論基礎11
2.1.1基本假設11
2.1.2計算過程12
2.1.3基本運動方程13
2.1.4接觸本構模型14
2.1.5能量損耗機理19
2.1.6FISH語言20
2.2數值模型細觀參數確定方法21
2.2.1材料宏細觀參數的關聯性22
2.2.2傳統細觀參數調試過程22
2.2.3細觀參數調試新方法探索23
參考文獻24
第3章等效巖體技術26
3.1概述26
3.2理論基礎28
3.2.1黏結顆粒體模型29
3.2.2光滑節理模型29
3.3適用性驗證31
3.4應用案例36
3.4.1白云鄂博鐵礦邊坡巖體力學參數確定36
3.4.2斷續節理巖質邊坡破壞細觀機制48
3.5本章小結55
參考文獻56
第4章巖石破裂過程聲發射模擬技術57
4.1概述57
4.2理論基礎58
4.2.1矩張量基本理論58
4.2.2聲發射模擬方法63
4.3應用案例66
4.3.1巖石破裂過程中聲發射特性分析66
4.3.2基于矩張量的完整巖石破裂機理70
4.4本章小結81
參考文獻81
第5章脆性巖石力學特性模擬方法84
5.1脆性巖石力學特性和現象84
5.2經典黏結顆粒體模型及其不足85
5.3等效晶質模型及其應用88
5.3.1等效晶質模型構建88
5.3.2試驗驗證92
5.4平節理模型及其應用97
5.4.1平節理模型的特點97
5.4.2單軸拉伸和三軸壓縮試驗101
5.4.3巴西試驗116
5.4.4巖芯餅化試驗(標準BPM)137
5.5本章小結147
參考文獻148
第6章應力波及破裂源定位模擬方法154
6.1概述154
6.2應力波模擬方法155
6.2.1應力波模擬影響要素及特征分析155
6.2.2應力波波陣面及場源效應分析166
6.3二維聲發射震源定位數值試驗174
6.3.1非測速定位方法及其改進174
6.3.2非測速條件下震源定位試驗179
6.3.3震源定位顆粒流模擬分析187
6.4本章小結195
參考文獻195
第7章連續-離散耦合模擬方法198
7.1概述198
7.2連續-離散耦合數值方法基本原理198
7.2.1連續-離散耦合計算基本理論198
7.2.2直接耦合法耦合邊界相互作用原理199
7.2.3緩沖耦合法耦合計算原理202
7.3工程案例206
7.3.1巷道圍巖變形破壞機理206
7.3.2邊坡工程穩定性222
7.3.3公路拓寬路基變形及換填處治232
7.3.4尾礦壩邊坡破壞機理241
7.4本章小結249
參考文獻250
第8章散體礦巖放礦模擬方法252
8.1概述252
8.2放礦理論253
8.2.1橢球體放礦理論254
8.2.2隨機介質放礦理論255
8.2.3其他放礦理論257
8.3基于球形顆粒的放礦模擬259
8.3.1放礦模型的適用性與可靠性259
8.3.2復雜邊界條件下散體礦巖流動特性262
8.3.3多放礦口條件下散體礦巖流動特性267
8.3.4崩礦步距優化276
8.4基于非球形顆粒的放礦模擬280
8.4.1散體礦巖二次破裂問題概述280
8.4.2基于花生模型的單口放礦數值模擬281
8.4.3基于不規則顆粒簇模型的單口放礦數值模擬285
8.5本章小結291
參考文獻292
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