一种PFC3D中煤系地层及巷道的初始应力生成方法技术

本发明专利技术公开了一种PFC3D中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，包括：获取研究区块位置的地应力参数及煤体和岩体对应的宏观基本物理力学参数，并通过PFC3D三轴压缩数值模拟技术进行参数标定；根据煤体和岩体对应的细观力学参数及地层尺寸初步建立PFC3D煤系地层数值模型，并通过墙体伺服进行预压加载；建立PFC3D煤系地层数值模型的FLAC3D模型区域边界，并生成PFC‑FLAC计算的耦合面，设置FLAC3D模型区域边界的煤体和岩体对应的本构模型及材料参数；对FLAC3D模型区域边界的煤体和岩体赋值地应力并设置模型的边界条件，对整个数值模型进行平衡计算生成煤系地层的初始应力，根据巷道尺寸开挖计算求解生成煤巷的三维模型。本发明专利技术实现了煤系地层及巷道的初始应力精准生成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数值模拟试验，尤其涉及的是一种pfc3d中煤系地层及巷道的初始应力生成方法。

技术介绍

1、基于pfc3d(一种三维颗粒流体模拟软件)的离散元的数值计算方法，能够很好地模拟非连续变形与细观破坏的过程，已被广泛应用于复杂煤岩巷道力学问题。为了使用pfc3d对煤巷工程案例进行计算，首先需要用户进行三维建模和设置模型参数条件，随后根据地应力条件进行模型的初始应力平衡计算，最后进行开挖平衡计算生成煤巷的三维模型。

2、目前，pfc3d通常采用墙体单元的伺服平衡方法计算初始应力的施加过程，该方法在均质材料中初始应力模拟效果较好，但由于实际工程中煤体和岩体的材料参数相差较大，特别是煤体的弹性模量远小于岩体，这将导致煤系地层中煤体和岩体内的初始应力生成结果产生较大差异，进而影响煤巷三维模型生成的精准性。同时，有用户采用颗粒膜方法进行柔性三轴加载，由于颗粒膜的弹性模量比较小，该方法下颗粒膜会出现大的变形，同样达不到初始应力模拟施加的效果，也会影响煤巷三维模型的生成。

3、由于，煤巷三维模型的生成及后续动载扰动等工况分析均以初始应力平衡本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种PFC3D中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的PFC3D中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，其特征在于，所述研究区块位置的地应力参数包括：第一主应力大小和方位角、第二主应力大小和方位角以及第三主应力大小和方位角；

3.根据权利要求1所述的PFC3D中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，其特征在于，所述通过PFC3D三轴压缩数值模拟技术进行参数标定，包括：

4.根据权利要求2所述的PFC3D中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，其特征在于，所述根据煤体和岩体对应的细观力学参数及地层尺寸初步建立PFC3D煤系...

【技术特征摘要】

1.一种pfc3d中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的pfc3d中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，其特征在于，所述研究区块位置的地应力参数包括：第一主应力大小和方位角、第二主应力大小和方位角以及第三主应力大小和方位角；

3.根据权利要求1所述的pfc3d中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，其特征在于，所述通过pfc3d三轴压缩数值模拟技术进行参数标定，包括：

4.根据权利要求2所述的pfc3d中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，其特征在于，所述根据煤体和岩体对应的细观力学参数及地层尺寸初步建立pfc3d煤系地层数值模型，并通过墙体伺服进行预压加载，包括：

5.根据权利要求1所述的pfc3d中煤系地层及巷道的初始应力生成方法，其特征在于，所述建立所述pfc3d煤系地层数值模型的flac3d模型区域边界，并生成pfc-flac计算的耦合面，设置所述flac3d模型区域边界的煤体和岩体对应的本构模型及材料参数，包括：

6.根据权利要求1所述的pfc3d中煤系地层及巷道的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建波，孙文斌，马斌文，郑福润，公维国，孙家鑫，孔骥，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：