A DEM model for soft and hard rocks: Role of grain interlocking on strength

联锁 脆性 离散元法 凝聚力(化学) 地质学 多孔性 复合材料 断裂(地质) 材料科学 机械 岩土工程 结构工程 物理 工程类 量子力学
作者
L. Scholtes,Frédéric‐Victor Donzé
出处
期刊:Journal of The Mechanics and Physics of Solids [Elsevier]
卷期号:61 (2): 352-369 被引量:258
标识
DOI:10.1016/j.jmps.2012.10.005
摘要

The Discrete Element Method (DEM) is increasingly used to simulate the behavior of rock. Despite their intrinsic capability to model fracture initiation and propagation starting from simple interaction laws, classical DEM formulations using spherical discrete elements suffer from an intrinsic limitation to properly simulate brittle rock behavior characterized by high values of UCS/TS ratio associated with non-linear failure envelopes, as observed for hard rock like granite. The present paper shows that the increase of the interaction range between the spherical discrete elements, which increases locally the density of interaction forces (or interparticle bonds), can overcome this limitation. It is argued that this solution represents a way to implicitly take into account the degree of interlocking associated to the microstructural complexity of rock. It is thus shown that increasing the degree of interlocking between the discrete elements which represent the rock medium, in addition to enhancing the UCS/TS ratio, results in a non-linear failure envelop characteristic of low porous rocks. This approach improves significantly the potential and predictive capabilities of the DEM for rock modeling purpose. A special emphasis is put on the model ability to capture the fundamental characteristics of brittle rocks in terms of fracture initiation and propagation. The model can reproduce an essential component of brittle rock failure, that is, cohesion weakening and frictional strengthening as a function of rock damage or plastic strain. Based on model predictions, it is finally discussed that frictional strengthening may be at the origin of the brittle ductile transition occurring at high confining pressures.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Sunnpy完成签到 ,获得积分10
1秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
2秒前
追寻清完成签到,获得积分10
5秒前
研友_O8W2PZ完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
和谐为上完成签到,获得积分10
9秒前
北川发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
佳佳完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
张烤明完成签到,获得积分10
14秒前
yuqinghui98发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
16秒前
啥子那完成签到,获得积分10
17秒前
亦汐完成签到 ,获得积分10
17秒前
直率的人生完成签到,获得积分10
17秒前
laoz完成签到,获得积分10
17秒前
鲜艳的向南完成签到,获得积分20
18秒前
lmr发布了新的文献求助20
18秒前
18秒前
骄傲yy发布了新的文献求助10
18秒前
戴遇好完成签到 ,获得积分10
19秒前
喜悦乾发布了新的文献求助10
21秒前
王婷萱完成签到,获得积分10
21秒前
Jau完成签到,获得积分0
21秒前
科研通AI2S应助ddddd采纳,获得10
23秒前
da发布了新的文献求助10
23秒前
彩虹糖发布了新的文献求助10
23秒前
四月完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
仁爱的尔蓝完成签到,获得积分20
26秒前
骄傲yy完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
鹭点烟汀完成签到 ,获得积分10
27秒前
longlongzhi完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
NIUBEN发布了新的文献求助10
31秒前
美好钻石完成签到,获得积分10
31秒前
儒雅一凤完成签到 ,获得积分10
31秒前
高分求助中
求助这个网站里的问题集 1000
Floxuridine; Third Edition 1000
Models of Teaching(The 10th Edition,第10版!)《教学模式》(第10版!) 800
La décision juridictionnelle 800
Rechtsphilosophie und Rechtstheorie 800
Nonlocal Integral Equation Continuum Models: Nonstandard Symmetric Interaction Neighborhoods and Finite Element Discretizations 600
Academic entitlement: Adapting the equity preference questionnaire for a university setting 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2872686
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2481157
关于积分的说明 6721419
捐赠科研通 2166968
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1151187
版权声明 585720
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 565145