Study on the effect of micro-geometric heterogeneity on mechanical properties of brittle rock using a grain-based discrete element method coupling with the cohesive zone model

离散元法 脆性 材料科学 变形(气象学) 失效模式及影响分析 联轴节(管道) 岩土工程 弹性模量 岩石力学 模数 压力(语言学) 结构工程 复合材料 机械 地质学 工程类 哲学 物理 语言学
作者
Chun Pan,Xing Li,Lei He,Jianchun Li
出处
期刊:International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences [Elsevier]
卷期号:140: 104680-104680 被引量:37
标识
DOI:10.1016/j.ijrmms.2021.104680
摘要

The micro-geometric heterogeneity has a significant effect on the mechanical behavior and failure mode of brittle rocks. To study the influence of the size distribution and preferred orientation of mineral grains, a statistical grain-based discrete element method coupling with the cohesive zone model is proposed on the basis of the universal distinct element code (UDEC) in this study. First, a mixed-mode cohesive model was developed and implemented in UDEC to simulate the nonlinear behavior of grain interfaces. Then, a micro-parameter calibration procedure based on the Plackett-Burman design, central composite design, and particle swarm optimization was established to reproduce the macro-properties of the Lac du Bonnet granite. Finally, the strength characteristics, deformation response, and failure mode of rocks were numerically examined using the proposed model by varying the size distribution and preferred orientation of mineral grains. The relationship between the micro-geometric heterogeneity and the uniaxial compressive strength, the crack initiation stress, the crack damage stress, the elastic modulus, the Poisson's ratio, and the failure mode of rocks are obtained respectively.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
华仔发布了新的文献求助10
1秒前
SciGPT应助江苏大猩猩采纳,获得10
1秒前
lkl发布了新的文献求助10
1秒前
浮浮世世发布了新的文献求助10
1秒前
小章完成签到 ,获得积分10
1秒前
ding应助湖里鱼采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
卡布奇诺发布了新的文献求助20
2秒前
1234发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
忧郁道之完成签到 ,获得积分10
3秒前
lemperory发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
QC发布了新的文献求助10
4秒前
单薄滑板完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
义气的菲鹰完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
Gengli发布了新的文献求助10
6秒前
小二郎应助Aurora采纳,获得10
6秒前
6秒前
YC完成签到,获得积分10
6秒前
思源应助XIAONIE25采纳,获得10
6秒前
玉洁完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
单薄滑板发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6应助大胆的蜜粉采纳,获得10
8秒前
领导范儿应助大胆的蜜粉采纳,获得10
8秒前
二雷子完成签到,获得积分10
8秒前
小明完成签到,获得积分10
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
深情安青应助羽寞采纳,获得10
9秒前
俭朴的易烟完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
hhh完成签到,获得积分20
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Chemistry and Biochemistry: Research Progress Vol. 7 430
Biotechnology Engineering 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5629758
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4720546
关于积分的说明 14970558
捐赠科研通 4787741
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2556498
邀请新用户注册赠送积分活动 1517659
关于科研通互助平台的介绍 1478271