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不同间断比尺下微波诱发岩石损伤的离散元模拟研究
  • ISSN号:1003-1243
  • 期刊名称:《水力发电学报》
  • 时间:0
  • 分类:TV31[水利工程—水工结构工程]
  • 作者机构:[1]天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072, [2]中国农业大学应用力学系,北京100083, [3]德州黄河河务局,德州山东253000
  • 相关基金:国家自然科学基金(51321065)
中文摘要:

针对微波诱发岩石损伤己取得不少研究成果,但现有的成果大多是基于连续介质理论。本文采用基于离散单元法的PFC2D数值软件,对由石英和斜长石两相物质组成的材料在不同间断比尺和照射时间下的微波诱发损伤进行了数值模拟研究。研究结果表明:采用离散单元法能很好地模拟微波诱发材料损伤的微裂纹的萌生、发展、贯通过程;微裂纹起源于高吸收相石英晶体的外边界且围绕着石英晶体向四周不断扩展、延伸进入斜长石晶体,最终呈现放射状的网络张拉裂纹。微波损伤数值模拟结果中的裂纹符合试验作用下的裂纹分布形态,研究结果对于采用离散单元法进行微波诱发损伤数值模拟提供了一种新方法。

英文摘要:

In simulation of microwave-induced rock damage, various achievements have been made in recent years, but most of them are based on the theory of continuous medium. This study has examined two-phase materials composed of quartz and plagioclase components under different discontinuity scales and different levels of exposure to microwave radiation, using the discrete element method of a particle flow code PFC2D. The results indicated that this method was successful in simulation of rock cracking process: initiation, development and coalescence of the cracks. And the micro-cracks were initiated at the boundary of high absorption phase, i.e. quartz crystals, expanding outward around and extending into the plagioclase material. Finally, a network of radial tensile cracks was mobilized. The simulated patterns of cracks agree well with those observed in experimental tests of microwave radiation. The results of the present study provide a new approach of numerical simulation to microwave-induced damage using the discrete element method.

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期刊信息
  • 《水力发电学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水力发电工程学会
  • 主编:李庆斌
  • 地址:北京清华大学新水利馆211室
  • 邮编:100084
  • 邮箱:
  • 电话:010-62783813
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-1243
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2241/TV
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 优秀学术期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12057