孙超群,程国强,李术才,李利平,3,许振浩,郭 明,林 鹏

(1．山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南 250061;2．山东科技大学矿山灾害预防控制实验室,山东青岛 266590;3．国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安 710054)

基于SPH的煤岩单轴加载声发射数值模拟

孙超群1,2,3,程国强2,李术才1,李利平1,3,许振浩1,郭 明1,林 鹏1

(1．山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南 250061;2．山东科技大学矿山灾害预防控制实验室,山东青岛 266590;3．国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安 710054)

基于SPH(光滑粒子流体动力学)数值计算方法,研究了非均质煤岩材料的单轴压缩试验声发射效应,揭示了煤岩的声发射效应随着均质度m的变化规律。研究表明:随着均质度m值的增大,试件的声发射效应由群震型逐渐变为前震—主震—余震型、主震型;试件积聚能量的能力逐渐增强,材料属性由理想弹塑性材料向极端脆性材料转变,破坏模式由塑性流动破坏逐渐变为脆性破坏,其破坏形式越来越剧烈。

SPH;声发射;均质度;单轴加载

SPH(smoothed particle hydrodynamic method,简称SPH方法或光滑粒子法)是一种无网格的粒子方法,最早是由Lucy[1]、Gingold和Monaghan[2]提出,最先用于无边界的天体物理学数值模拟研究[3-4]。SPH方法是一种求解高度非线性动力学问题的数值方法,在20世纪90年代得到飞速发展。目前,SPH方法已经被广泛的应用到流体和固体的数值模拟计算中来。在流体模拟方面,光滑粒子法被应用到自由表面流[5-6]、多孔介质流[7-8]、两相和多相流[9-10]、湍流[11]等问题的模拟。……