岩石三维样本制作及分析开题报告
2020-02-20 08:16:17
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1研究背景
我国与岩石有关的各个行业的快速发展,以岩石为目标的挖掘的需求日益增大。而且脆性岩石破裂机制研究是深部岩石工程的基础科学问题,其危害轻则影响工程施工进度安排,重则造成设备人员伤亡重大损失,甚至可能会诱发工程失效,因此迫切需要了解此类材料的特性以及由于自重、外部载荷或者边界条件的变化引起的材料本身的受力、形变及破坏情况。由于岩石性质的复杂性导致在实验室做实体实验需要大量的经费,所以,通过构建岩石的bpm模型并分析可以补充实验室没有的岩石三维样本。bpm(岩石的粘结颗粒模型)这种岩石模型可以很好地反映岩石的破碎形式和准确的力学性能,对于分析绞刀岩石的破碎特性是很理想化的模型。
虽然bpm可以理想地模拟岩石的性能,但是bpm本身十分复杂,参数十分庞大,其中平行键的参数无法通过真实岩石实验获得。传统的实验方法不能探索脆性岩石内部破坏过程,因为岩土机械的传统设计方法一般釆用经验公式与机构几何结构设计相结合的方法,缺乏可以精确描述岩土物料运动、破碎行为的精确模型。大量的理想化假设与无明确理论支持的经验数据,使传统设计手段根本无法保证准确性。但是可以分析、可以求解离散系统动力学问题的离散元方法为岩土机械的设计提供了一种道路:从岩土物料的运动、岩石破碎的角度分析岩土机械的物理特性。近半个世纪以来,科研人员采用理论分析和模型试验相结合,尤其是计算机技术的发展,使得岩石的力学研究进入了一个新的阶段。
目前主流的离散元软件有dem-solutions公司的edem,itasca公司的3dec、udec和pfc2d/3d,yade,在gid下集成的dempack求解器等。edem后处理功能强大,是第一款此类产品。本篇论文主要利用edem中的bonding模型进行仿真实验。
1.2国内外研究现状
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究(设计)基本内容
岩石的挖掘在很多领域都有应用,由于岩石性质的复杂性导致在实验室做实体实验需要大量的经费,所以需要通过构建岩石的数值样本解决这一问题,但是限于岩石样本的数量,限于没有岩石的三维样本,提出构建岩石三维样本的方法。本文从室内试验及细现分析角度,研究脆性岩石抗拉特性,首先选取合适的细观模型构建岩石的bpm模型,通过构建的岩石bpm模型对绞刀岩石的破碎特性进行分析。
(1)通过对破碎机原理研究,发现了岩体物料运动,力的情况分析的一些共性特点,进而选择一种合适的试验方法。
3. 研究计划与安排
2019年02月16日--02月28日: | 调研、拟定提纲并完成《开题报告》。 |
2019年03月01日--03月10日: | 阅读参考文献,了解如何构建BPM模型,学习EDEM软件 |
2019年03月11日--03月20日: | 构建岩石BPM模型 |
2019年03月21日--04月21日: | 对岩石模型进行UCS实验 |
2019年04月22日--05月02日: | 将实验结果与真实岩石的实验数据进行对比 |
2019年05月03日--05月26日: | 结果分析整理,完成并提交毕业论文。 |
4. 参考文献(12篇以上)
[1]d.o. potyondy, p.a. cundall. a bonded-particle model for rock [j], rock mechanics amp; miningsciences, 2004(41): 1329-1364.
[2]jens lichter,king lim,et al. new development in cone crusher performance optimization [j].minerals engineering, 2009(22): 613-617.