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基于CDEM数值模拟的薄煤层采空区覆岩稳定时机确定
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作者 冯峰 《煤炭技术》 2025年第8期48-52,共5页
为合理确定采空区覆岩稳定时间和临近其他采掘活动时机,利用CDEM数值模拟软件和现场矿压观测,对薄煤层回采工作面的矿压显现和覆岩运动规律进行分析。数值模拟结果表明,通过分析推进距离与测点数据的变化规律确定开采煤层的覆岩稳定距离... 为合理确定采空区覆岩稳定时间和临近其他采掘活动时机,利用CDEM数值模拟软件和现场矿压观测,对薄煤层回采工作面的矿压显现和覆岩运动规律进行分析。数值模拟结果表明,通过分析推进距离与测点数据的变化规律确定开采煤层的覆岩稳定距离,应力、应变结果显示,在工作面推进75 m后采空区覆岩垮落基本稳定;结合巷道表面位移、顶板离层及锚索受力的监测数据,可以明晰采空区后方留巷的变形和压力变化情况,监测数据显示,在采空区后方100 m范围内上方覆岩活动和应力变化基本稳定。综合数值模拟结果和现场监测数据,薄煤层采空区覆岩从垮落到运动稳定的时间较短,采场附近的其他采掘活动应尽量避开采空区后方的不稳定空间范围,研究结果可为类似薄煤层采场覆岩稳定时机和空间的确定提供指导。 展开更多
关键词 薄煤层 覆岩稳定时机 cdem数值模拟 应力分布 变形监测
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基于CDEM的砾岩压裂裂缝扩展三维数值模拟及主控因素分析
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作者 徐泽昊 赵海洋 +2 位作者 刘向君 梁利喜 张文 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第5期112-123,共12页
致密砾岩油气藏资源丰富,通常采用水平井分段压裂构建三维复杂缝网以提升低渗透储层产能。然而,砾岩的强非均质性导致裂缝扩展机理特殊,主控因素影响规律不明,压裂设计与裂缝形态预测面临挑战,制约高效体积改造。基于连续-非连续单元法(... 致密砾岩油气藏资源丰富,通常采用水平井分段压裂构建三维复杂缝网以提升低渗透储层产能。然而,砾岩的强非均质性导致裂缝扩展机理特殊,主控因素影响规律不明,压裂设计与裂缝形态预测面临挑战,制约高效体积改造。基于连续-非连续单元法(CDEM)构建含球形砾石的非均质立方体砾岩模型,模拟压裂裂缝三维扩展过程;定量表征破坏类型、穿砾率、储层改造体积(SRV)及分形维数等关键参数。通过皮尔逊相关系数法系统分析渗透性、砾石强度、胶结面强度、水平应力差等7项影响因素与裂缝参数的相关性,结合变异系数法确定主控因素权重,并基于最小二乘法构建SRV与分形维数的多参数非线性评价模型。研究结果表明,应力特征是影响SRV与裂缝分形维数的核心控制因素,水平应力差与两者均呈显著负相关(相关系数分别为-0.5639、-0.6117),其影响权重分别达31.2%和28.5%;砾石含量与穿砾率呈高度正相关,砾石破坏通常以Ⅰ型破坏为主,并形成低复杂度裂缝,但砾石强度提高与胶结面强度降低会诱发绕砾行为,促使裂缝分叉并提升分形维数。此外,分形维数与注入排量呈负相关,高注入排量导致形成主缝主导的简化裂缝体系;而渗透性对分形维数的敏感性(权重为11.5%)显著高于SRV(权重为6.58%),反映低渗透条件下压裂液渗流受限,抑制裂缝扩展规模,裂缝复杂度受储层渗流能力制约。 展开更多
关键词 连续-非连续单元法 数值模拟 砾岩压裂 裂缝形态 主控因素 相关性分析
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基于CDEM的天然气水合物沉积物水力压裂裂纹扩展数值模拟 被引量:1
3
作者 黄宇东 王天驹 +3 位作者 王蕊 王昊天 鲁晓兵 张旭辉 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期28-38,共11页
目前,天然气水合物开采存在储层渗透率低和热传导导致生产效率低等问题.作为一种常规油气勘探中有效提高储层渗透率的技术,水力压裂有望用于改善天然气水合物储层的渗透率,提高采收效率.然而,有关含天然气水合物沉积物(GHBS)水力压裂应... 目前,天然气水合物开采存在储层渗透率低和热传导导致生产效率低等问题.作为一种常规油气勘探中有效提高储层渗透率的技术,水力压裂有望用于改善天然气水合物储层的渗透率,提高采收效率.然而,有关含天然气水合物沉积物(GHBS)水力压裂应用的研究却很少.本文采用有限元和离散元耦合的连续离散元法(CDEM),对不同地层性质的天然气水合物沉积物(GHBS)的水力压裂过程进行了二维的数值模拟,研究了储层性质和压裂参数对GHBS中裂缝生成的影响.主要结论是,在本研究考虑的压裂参数和沉积物性质中,内摩擦角越小、注入流量越大对产生裂缝越有利;当饱和度和黏聚力处于适当范围时,最有利于产生裂缝;当各方向的地应力相等时,最有利于压裂产生裂缝,但最不利于主要裂缝向更远的方向延伸. 展开更多
关键词 含天然气水合物沉积物 水力压裂 离散元法 地层性质 水合物储层 天然气水合物开采 内摩擦角 裂纹扩展
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基于CDEM的顺层边坡地震稳定性分析方法研究 被引量:16
4
作者 冯春 李世海 王杰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期717-724,共8页
地震力作为一种动态载荷,其作用是导致顺层结构面黏聚力及抗拉强度的丧失。由此,提出了一种动力分析法(数值分析法)与极限平衡法(公式法)相结合的顺层岩质边坡地震稳定性评价方法。该方法利用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)获取震... 地震力作为一种动态载荷,其作用是导致顺层结构面黏聚力及抗拉强度的丧失。由此,提出了一种动力分析法(数值分析法)与极限平衡法(公式法)相结合的顺层岩质边坡地震稳定性评价方法。该方法利用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)获取震后结构面处的残余强度,将残余强度代人极限平衡公式求解重力作用下的安全系数,并将此安全系数作为评价顺层岩质边坡地震稳定性的指标。分析结果表明,传统拟静力法用于顺层岩质边坡地震稳定性的评价是不适宜的,通过本文方法获得的顺层边坡动力安全系数具有明显的3阶段特征(水平段-速降段-水平段),而拟静力法获得的安全系数随着设防烈度的增大却呈现出逐渐减小的特征。此外,所述方法还可体现地震波频率对顺层岩质边坡稳定性的影响。 展开更多
关键词 地震力 顺层岩质边坡 安全系数 cdem 拟静力法
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基于CDEM露天煤矿顺倾软岩边坡三维稳定性分析 被引量:10
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作者 王东 郭富宁 +1 位作者 贾兰 徐晓惠 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期195-200,共6页
为解决露天煤矿顺倾层状软岩边坡稳定性这一技术难题,基于连续介质离散元数值模拟方法,从理论上探讨了降深与清帮至不同位置对顺倾软岩边坡稳定性的影响。结合白音华一号矿南帮工程实例,针对各煤层降深及清帮方案,基于CDEM数值算法对边... 为解决露天煤矿顺倾层状软岩边坡稳定性这一技术难题,基于连续介质离散元数值模拟方法,从理论上探讨了降深与清帮至不同位置对顺倾软岩边坡稳定性的影响。结合白音华一号矿南帮工程实例,针对各煤层降深及清帮方案,基于CDEM数值算法对边坡稳定性进行计算,对比分析了坡体位移、应力分布及演化特征,进而阐明多个弱层对复合边坡产生的叠加效应,以及清帮减载对边坡稳定性的影响。结果表明,白音华一号矿首采区南帮边坡变形不会对南排土场稳定性造成影响,揭露多个弱层对边坡变形与稳定性下降有一定的叠加效应,清帮不能显著提高边坡稳定性,但可减小作用在弱层上的法向应力和剪切应力,进而减缓滑坡发生的过程,提高边坡动态发展过程中的安全性。 展开更多
关键词 安全工程 露天煤矿 软岩边坡 边坡稳定性 清帮减载 cdem
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基于CDEM的隧道卸压爆破及岩爆抑制效应模拟 被引量:8
6
作者 陈柯竹 李天斌 +2 位作者 马春驰 张航 高美奔 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期667-676,共10页
硬岩隧道开挖过程中的岩爆灾害与隧道围岩的应力状态密切相关,卸压爆破可减缓围岩体应力集中程度,是一种直接有效的岩爆防治措施。以巴陕高速公路米仓山隧道岩爆段卸压爆破为例,运用GDEM-BlockDyna(块体动力学仿真系统)软件进行考虑高... 硬岩隧道开挖过程中的岩爆灾害与隧道围岩的应力状态密切相关,卸压爆破可减缓围岩体应力集中程度,是一种直接有效的岩爆防治措施。以巴陕高速公路米仓山隧道岩爆段卸压爆破为例,运用GDEM-BlockDyna(块体动力学仿真系统)软件进行考虑高地应力和岩体非均质性条件的隧道分步开挖数值模拟分析;将卸压爆破作为唯一变量,进行了两组方案(是否进行卸压爆破)的数值模拟对比分析,并结合微震监测数据,对隧道围岩卸压爆破效果进行检验。结果表明:在隧道围岩分步开挖过程(未进行卸压爆破)的模拟中,围岩出现起裂损伤,应力集中和局部裂纹贯通等现象,并可能诱发岩爆灾害;在围岩卸压爆破条件下,围岩应力集中以及损伤程度有所降低,岩爆风险得到抑制。对比两组模拟结果,损伤均集中于拱顶及拱底,损伤半径比值(卸压/未卸压)分别为3.4倍(拱顶)、1.47倍(拱底),损伤体积比值(卸压/未卸压)为5.36倍,但区域最大损伤量值从1(未卸压)降低到0.6(卸压),且围岩应力峰值降低约5 MPa,应力梯度降低0.8 MPa·m-1,表明围岩仍具有自稳能力,岩爆发生风险降低。相关结果可为隧道高地应力围岩段实施卸压爆破和合理设计卸压爆破方式提供理论依据。 展开更多
关键词 隧道围岩 高地应力 cdem 卸压爆破 微震监测
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基于CDEM的岩石基坑爆破效果的数值模拟 被引量:4
7
作者 任慧敏 冯春 +3 位作者 唐昊天 张大帅 王彪 赵红华 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2022年第6期15-24,41,共11页
为探讨延时时间及炮孔间距对岩石基坑爆破破碎效果的影响规律,依托大连地铁五号线虎滩公园站,建立岩体二维数值计算模型,通过连续-非连续数值模拟方法(CDEM)中的JWL爆炸模型及断裂能模型,对岩石基坑开展了爆破过程的数值模拟,并通过应... 为探讨延时时间及炮孔间距对岩石基坑爆破破碎效果的影响规律,依托大连地铁五号线虎滩公园站,建立岩体二维数值计算模型,通过连续-非连续数值模拟方法(CDEM)中的JWL爆炸模型及断裂能模型,对岩石基坑开展了爆破过程的数值模拟,并通过应力、振动速度、平均破碎尺寸、极限破碎尺寸、大块率及系统破裂度等指标进行综合分析。结果显示:模型监测点处以拉应力破坏为主导,延时35 ms时应力波叠加效果较好,引起的模型监测点峰值振速较小;随着延时的增大,岩石爆破效果逐渐变差,而当延时为25 ms时,较短的延时不利于应力波的传播和衰减导致爆破效果不佳。监测点处y方向峰值振动速度随着炮孔间距L的增大逐渐减小,岩石爆破效果逐渐改善,而过大的炮孔间距会阻碍应力叠加。炮孔间距6 m时能够有效减少大块率,爆破破碎效果最佳。改变炮孔间距相对于改变延时时间大块率降低了3.2%,系统破裂度提高了3.8%,因此,改变炮孔间距优于改变延时时间的爆破效果。 展开更多
关键词 基坑爆破 cdem 合理延时 炮孔间距 数值模拟 破碎尺寸 大块率
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基于CDEM的高桩码头承载力数值模拟 被引量:2
8
作者 陆晶晶 刘天苹 +1 位作者 李世海 李丹 《水运工程》 北大核心 2010年第9期41-47,共7页
主要采用基于连续介质的离散元方法(CDEM)对高桩码头结构进行数值模拟。对CDEM方法在结构分析中应用验证可行的基础上,采用随机网格的方法对不规则抛石棱体进行模拟,根据实际的高桩码头建立数值计算模型,分析了其在不同加载条件下承载... 主要采用基于连续介质的离散元方法(CDEM)对高桩码头结构进行数值模拟。对CDEM方法在结构分析中应用验证可行的基础上,采用随机网格的方法对不规则抛石棱体进行模拟,根据实际的高桩码头建立数值计算模型,分析了其在不同加载条件下承载力的大小,得出码头结构破坏以及破坏程度的临界荷载。同时提取结构关键点的位移,将其与相对应的不同的加载等级进行详细分析,得出了破坏前后不同的直线型与抛物线型增长方式,为海洋工程结构的设计与分析提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 cdem 高桩码头 承载力 数值模拟
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A semi-spring and semi-edge combined contact model in CDEM and its application to analysis of Jiweishan landslide 被引量:43
9
作者 Chun Feng Shihai Li +1 位作者 Xiaoyu Liu Yanan Zhang 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2014年第1期26-35,共10页
Continuum-based discrete element method(CDEM)is an explicit numerical method used for simulation of progressive failure of geological body.To improve the efficiency of contact detection and simplify the calculation st... Continuum-based discrete element method(CDEM)is an explicit numerical method used for simulation of progressive failure of geological body.To improve the efficiency of contact detection and simplify the calculation steps for contact forces,semi-spring and semi-edge are introduced in calculation.Semispring is derived from block vertex,and formed by indenting the block vertex into each face(24semisprings for a hexahedral element).The formation process of semi-edge is the same as that of semi-spring(24semi-edges for a hexahedral element).Based on the semi-springs and semi-edges,a new type of combined contact model is presented.According to this model,six contact types could be reduced to two,i.e.the semi-spring target face contact and semi-edge target edge contact.By the combined model,the contact force could be calculated directly(the information of contact type is not necessary),and the failure judgment could be executed in a straightforward way(each semi-spring and semi-edge own their characteristic areas).The algorithm has been successfully programmed in C++program.Some simple numerical cases are presented to show the validity and accuracy of this model.Finally,the failure mode,sliding distance and critical friction angle of Jiweishan landslide are studied with the combined model. 展开更多
关键词 Continuum-based discrete element method (cdem) Contact detection method Semi-spring Semi-edge LANDSLIDE
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车轮-地面耦合动力学行为的CDEM-DEM分析
10
作者 路扬 冯春 +1 位作者 程鹏达 张一鸣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期746-756,共11页
越野车辆在软土路面上行驶时,其车轮-地面相互作用的动态力学行为极其复杂,车轮的下陷程度和通行能力均为车辆地面力学研究的重点。为探究车轮在软土路面通行时的动力学性能,本文提出了一种连续-非连续单元法(Continu⁃ous-discontinuous... 越野车辆在软土路面上行驶时,其车轮-地面相互作用的动态力学行为极其复杂,车轮的下陷程度和通行能力均为车辆地面力学研究的重点。为探究车轮在软土路面通行时的动力学性能,本文提出了一种连续-非连续单元法(Continu⁃ous-discontinuous Element Method,CDEM)与颗粒离散元法(Discrete Element Method,DEM)相结合的耦合计算方法。该方法中,车轮采用CDEM单元进行描述,软土路面采用DEM颗粒进行描述,CDEM单元与DEM颗粒之间采用罚弹簧进行耦合,通过在车轮上施加动态扭矩,实现了车轮在软土路面上摩擦、滚动及前行过程的精确模拟。借助CDEM与DEM的耦合,探讨了车轮花纹、路障对车辆行驶过程中动力学行为的影响规律。研究结果表明:花纹车轮及光面车轮均在软土路面留下清晰可见的车辙;花纹轮胎较光面轮胎表现出更强的通行能力;花纹车轮转动速度较小,但其车轮平动速度远高于光面车轮,花纹车轮平动与其线速度之比约为12.78%,而光面车轮比值仅为2.80%;车轮在软土路面行驶过程中,相同质量下的光面车轮下陷深度远高于花纹车轮;车辆在含路障路面通行时,地面起伏度与车辆行驶能耗之间密切相关,起伏度越大,所需能量越大。 展开更多
关键词 车轮下陷 软土路面 cdem DEM 数值模拟
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基于CDEM-MPM耦合的软地面车辆侵入规律研究
11
作者 程鹏达 冯春 +2 位作者 常宁东 周俊 朱心广 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期707-718,共12页
载荷装备通过软土地面会引起了软土地面的变形,车轮侵入软土的深度是软土地面装备通行性评估的重要参数。本文提出了连续-非连续单元法(Continuum-discontinuum Element Method,CDEM)与物质点法(Material Point Meth⁃od,MPM)耦合的数值... 载荷装备通过软土地面会引起了软土地面的变形,车轮侵入软土的深度是软土地面装备通行性评估的重要参数。本文提出了连续-非连续单元法(Continuum-discontinuum Element Method,CDEM)与物质点法(Material Point Meth⁃od,MPM)耦合的数值计算方法,建立了车轮-软土地面耦合模型,模拟了车轮和软土地面相互作用过程,定量分析车轮载重、软土弹性模量、软土强度参数(黏聚力、摩擦角)与软土表面压应力、侵入深度等参数之间的关系,获得车轮侵入软土深度的变化规律。研究表明:软土侵入深度与车轮载重接近线性正相关,相对改变量约为179%;与弹性模量非线性负相关,相对改变量约为23%;与强度参数非线性负相关,相对改变量约为164%。当车轮载重一定时,非线性变化的车轮侵入深度对软土强度参数更敏感。建立强度参数(黏聚力、摩擦角)和侵入深度变化的三维关系,可为软土地面装备通行性评估中现场待测的关键参数提供理论依据。 展开更多
关键词 cdem-MPM 软土变形 侵入深度 软土强度 通行性
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基于CDEM软岩巷道围岩破坏机理与支护技术研究 被引量:1
12
作者 马腾飞 《山西焦煤科技》 2017年第11期43-47,共5页
针对河南焦作方庄煤矿-400 m水平大巷的变形破坏情况,通过分析现场工程条件,结果监测数据和理论分析,研究了软岩巷大巷的破坏机理。根据其变形特点,设计了高强度预应力锚杆锚索支护方案,利用CDEM数值模拟软件,与无支护、锚杆锚索、注浆... 针对河南焦作方庄煤矿-400 m水平大巷的变形破坏情况,通过分析现场工程条件,结果监测数据和理论分析,研究了软岩巷大巷的破坏机理。根据其变形特点,设计了高强度预应力锚杆锚索支护方案,利用CDEM数值模拟软件,与无支护、锚杆锚索、注浆支护、U型钢、锚杆锚索+喷浆+U型钢等支护进行对比研究。通过CDEM数值模拟软件对方案进行模拟,对模拟结果进行对比分析后得出锚杆锚索+喷浆+U型钢复合支护方案能有效控制软岩巷道变形。 展开更多
关键词 软岩大巷 围岩破坏机理 cdem数值模拟 复合支护
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基于CDEM的露天边坡爆破开采稳定性数值模拟研究
13
作者 刘殿军 冯春 +4 位作者 王永增 朱心广 王润 曹洋 孟磊磊 《中国金属通报》 2020年第1期294-295,共2页
本文利用连续-非连续单元法(CDEM),采用应变软化模型和朗道爆源模型,对爆破作用下露天边坡的动力响应进行了直接模拟。研究了单孔爆破作用下后方岩体的破坏特征,探讨了爆破距离对边坡稳定性的影响规律。结果表明,爆破作用下后方岩体主... 本文利用连续-非连续单元法(CDEM),采用应变软化模型和朗道爆源模型,对爆破作用下露天边坡的动力响应进行了直接模拟。研究了单孔爆破作用下后方岩体的破坏特征,探讨了爆破距离对边坡稳定性的影响规律。结果表明,爆破作用下后方岩体主要发生拉伸损伤破坏,破坏区域形状为一受控于临空面及爆破平台表面的椭球体,单孔爆破作用下对后方岩体的影响区域为10m ~ 15m。随着爆破距离的减小,边坡表面的振动合速度呈线性增大趋势。 展开更多
关键词 爆破开采 露天边坡 稳定性分析 cdem 数值模拟
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基于CDEM对大涵地震滑坡稳定性分析
14
作者 秦顺海 邬中荣 《工程技术研究》 2018年第12期61-62,共2页
重庆市乌江流域是我国地质灾害频发区,特别是在强降雨和地震条件下导致严重的危害,对坡体稳定性研究十分必要。根据其流域内典型土质滑坡大涵滑坡勘查的地质断面资料,基于连续介质力学的离散元法(CDEM)对自然状态,地震状态下的大涵滑坡... 重庆市乌江流域是我国地质灾害频发区,特别是在强降雨和地震条件下导致严重的危害,对坡体稳定性研究十分必要。根据其流域内典型土质滑坡大涵滑坡勘查的地质断面资料,基于连续介质力学的离散元法(CDEM)对自然状态,地震状态下的大涵滑坡稳定性进行了量化评价,并与基于滑坡防治工程勘查规范的推力传递系数法计算的安全系数对比。研究结果表明,大涵滑坡为中型深层土质牵引式滑坡,高速公路修建对坡体前缘的开挖是滑坡发生的直接诱因,通过基于连续介质力学的离散元法模拟的破坏过程、破坏形式与滑坡实际情况吻合,得出的安全系数与传递系数法计算结果基本一致,而前者更偏于安全。 展开更多
关键词 cdem 推力传递系数法 大涵滑坡 地震工况
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Penetration and resistance characteristics of lunar regolith simulant drilling using a coupled MPMeCDEM approach
15
作者 Jing Li Lixiang Wang +2 位作者 Chun Feng Minjie Wen Yiming Zhang 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 2025年第11期7367-7379,共13页
Ground anchor drilling is a promising technology for investigating the mechanical properties and environmental variability of lunar regolith in low-gravity environments,with minimal demands for reactive cutting.This s... Ground anchor drilling is a promising technology for investigating the mechanical properties and environmental variability of lunar regolith in low-gravity environments,with minimal demands for reactive cutting.This study explores the interaction behavior during ground anchor drilling of lunar regolith by employing a coupled approach that integrates the Material Point Method(MPM)and the ContinuouseDiscontinuous Element Method(CDEM),considering the interactions among numerous particles and blocks.The numerical parameters are calibrated based on experimental penetration resistance data of lunar regolith simulant.The numerical approach effectively captures key mechanical properties of the simulant,such as particle flow and scattering patterns,anchor penetration effects,and disturbance-related ultimate bearing characteristics.Additionally,this study examines the influence of inter-particle friction and compactness on penetration resistance.By combining the Golden Section Search Method(GSSM)with ground anchor drilling simulations,an inverse analysis model for penetration resistance is developed,allowing for the determination of mechanical parameters of the lunar regolith simulant.The feasibility of this parameter inversion method is verified,providing valuable insights for engineering applications in lunar exploration and construction. 展开更多
关键词 Continuousediscontinuous element method(cdem) Material point method(MPM) Lunar regolith simulant Penetration mechanism Drilling resistance Inverse analysis
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三维连续-非连续单元法分布式计算策略
16
作者 黄俊光 冯春 张一鸣 《数据与计算发展前沿(中英文)》 2025年第5期3-15,共13页
【目的】建立使用岩土工程大规模复杂模型的分布式计算范式具有重要的意义。【方法】采用ParMETIS图划分算法,根据网格节点图的拓扑关系生成网格节点区域分解方案。通过引入ghost单元和ghost接触,基于网格节点分区结果,实现连续-非连续... 【目的】建立使用岩土工程大规模复杂模型的分布式计算范式具有重要的意义。【方法】采用ParMETIS图划分算法,根据网格节点图的拓扑关系生成网格节点区域分解方案。通过引入ghost单元和ghost接触,基于网格节点分区结果,实现连续-非连续计算任务的多子域数据集划分和计算集群的负载均衡。利用MPI非阻塞通信和内存映射共享技术,实现ghost节点信息的高效通信。最终,在计算集群中实现大规模三维连续-非连续问题的数据分布式计算。【结果】在单节点或者多节点负载固定的情况下,提出的分布式计算策略能够实现连续-非连续单元法的弱扩展性,突破了单机百万单元的限制,成功满足了千万级别四面体单元的复杂计算需求。【结论】该分布式计算策略有效提高了计算能力和扩展性,为连续-非连续单元法在大规模岩土工程问题的应用提供了可行的解决方案。 展开更多
关键词 连续-非连续单元法(cdem) 分布式计算 图划分 负载均衡
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2D Numerical Simulation of Blasting Crater and Breaking Fragmentations
17
作者 Jingao Wu Yong Fan +1 位作者 Zhendong Leng Guangdong Yang 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 2025年第7期811-839,共29页
The formation process of blasting craters and blasting fragments is simulated using the continuumdiscontinuum element method(CDEM),providing a reference for blasting engineering design.The calculation model of the bla... The formation process of blasting craters and blasting fragments is simulated using the continuumdiscontinuum element method(CDEM),providing a reference for blasting engineering design.The calculation model of the blasting funnel is established,and the formation and fragmentation effect of the blasting crater under different explosive burial depths and different explosive package masses are numerically simulated.The propagation law of the explosion stress wave and the formation mechanism of the blasting crater are studied,and the relationship between the rock-crushing effect and blasting design parameters is quantitatively evaluated.Comparing the results of numerical simulation with the results of field tests and theoretical calculations indicated that the three are consistent,which proves the accuracy of numerical simulation.The results showed that the area of the blasting crater rises with the increase of explosive package mass and explosive burial depth.Taking the proportion of broken blocks with particle size ranging from 0.01 to 0.1 m as the research object,it can be found that the proportion of broken blocks with an explosive burial depth of 0.62 to 1.12 m is 0.45 to 0.18 times that with an explosive burial depth of 0.5 m.The proportion of broken blocks with an explosive radius of 4 to 12 cm is 1.14 to 3.29 times that with an explosive radius of 2 cm.The quantitative analysis of the blasting effect and blasting design parameters provides guidance for the design of blasting engineering. 展开更多
关键词 Blasting crater explosive burial depth explosive mass fragmentation gradation crater diameter cdem
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高地应力巷道掏槽爆破的应力演化与损伤破裂研究 被引量:9
18
作者 丁晨曦 梁欣桐 +4 位作者 杨仁树 郭啸 杨阳 周俊 朱心广 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期79-88,共10页
近年来,矿产资源的开采状态由露天转地下,由浅部转深部,在深部岩体的钻爆法施工中,地应力对爆破效果有显著影响。有关掏槽爆破机理和应用的研究主要是针对浅部地层中的巷道爆破施工,没有考虑地应力对爆破效果的作用。采用一种考虑爆破... 近年来,矿产资源的开采状态由露天转地下,由浅部转深部,在深部岩体的钻爆法施工中,地应力对爆破效果有显著影响。有关掏槽爆破机理和应用的研究主要是针对浅部地层中的巷道爆破施工,没有考虑地应力对爆破效果的作用。采用一种考虑爆破荷载下粉碎区能量耗散的改进型连续-非连续单元法(Continuum-Discontinuum Element Method,CDEM),基于二维平面应变模型,分别研究了普通直眼掏槽爆破和大空孔直眼掏槽爆破在不同地应力条件下的应力演化过程和破裂损伤特征。数值模拟结果表明,大空孔的存在增强了爆炸应力波的反射拉伸作用,削弱了地应力对爆炸裂纹扩展的抑制作用,促进了爆炸主裂纹的扩展,增加了掏槽爆破的分形损伤和损伤面积,提高了掏槽爆破的岩体破碎程度。双向等压地应力对爆炸裂纹的扩展有抑制作用,对径向爆炸裂纹的扩展尤为显著。较大的地应力削弱了孔间爆炸应力波的相互作用,相邻炮孔对爆炸主裂纹扩展的导向效应减弱。随着地应力的增加,爆炸裂纹的分形维数和分形损伤整体上呈逐渐减小的趋势,但是大空孔直眼掏槽爆破的裂隙区分形损伤和损伤面积均显著大于普通直眼掏槽爆破的裂隙区分形损伤和损伤面积。说明在高地应力环境下,大空孔直眼掏槽爆破依然能够显著增加岩石破碎程度和破碎范围,提高爆破效果和破碎效率。 展开更多
关键词 地应力 掏槽爆破 cdem 应力演化 损伤破裂
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构造区硬岩可控冲击波预裂参数优化与实践 被引量:1
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作者 陈海俊 陈忠 +2 位作者 胡彪 胡强勇 赵有志 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期857-865,共9页
为降低综采工作面构造区坚硬岩石对回采的影响,通过试验与数值模拟相结合的方法开展了可控冲击波预裂硬岩技术研究。借助可控冲击波能量测试平台,利用混凝土相似材料开展可控冲击波预裂试验;通过离散元CDEM软件模拟三维加载条件,揭示地... 为降低综采工作面构造区坚硬岩石对回采的影响,通过试验与数值模拟相结合的方法开展了可控冲击波预裂硬岩技术研究。借助可控冲击波能量测试平台,利用混凝土相似材料开展可控冲击波预裂试验;通过离散元CDEM软件模拟三维加载条件,揭示地应力、冲击波强度及弹性模量对预裂范围的影响。结果表明:地应力与破裂半径成反比关系,破裂范围与应力峰值和冲击次数成正比关系,放电电压30 kV、峰值压力224 MPa的冲击能量能够满足构造区硬岩破裂需求;现场应用证实了可控冲击波对回采工作面硬岩影响区的大块整岩裂隙发育会造成明显影响,经冲击波作用后岩层裂纹数在3条/m^(2)以上,预裂区岩体呈松散、棱片状,割落的岩石无需二次破碎,恢复工作面日推进度3~5 m,与正常回采效率相当。可控冲击波预裂硬岩技术作为一种主动、超前、大面积治理井下硬岩影响区的新技术,可为煤矿安全高效生产提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 硬岩 可控冲击波 高效预裂 离散元cdem软件 大面积处理
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充水条件下含软弱夹层顺倾岩质边坡变形破坏演化规律研究 被引量:1
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作者 李建东 《矿产勘查》 2024年第S01期47-55,共9页
为研究含软弱夹层顺倾岩质边坡在不同充水条件下的变形、破坏及滑动演化全过程,以云南省鹤庆县某金属露天矿山为研究对象,采用基于连续-非连续方法的数值模拟软件GDEM建立二维计算模型,模拟在充水作用下含双弱层岩质边坡的变形、破坏直... 为研究含软弱夹层顺倾岩质边坡在不同充水条件下的变形、破坏及滑动演化全过程,以云南省鹤庆县某金属露天矿山为研究对象,采用基于连续-非连续方法的数值模拟软件GDEM建立二维计算模型,模拟在充水作用下含双弱层岩质边坡的变形、破坏直至最终失稳滑动的演化过程。研究结果表明:(1)矿区充水后,在水压力作用下,抑制边坡坡面横向裂缝发育,从而横向位移及竖向位移也有所减小;(2)无水及充水条件下,含软弱夹层顺倾岩质边坡同样表现出完整的蠕变三阶段理论,即减速蠕变阶段、等速蠕变阶段及加速蠕变阶段;(3)矿坑充水后起到压坡脚效果,但需合理设置水位高度,即能抑制边坡横向及竖向变形,同时也需考虑过高水位对边坡岩体的软化效果。研究结果为采后矿区闭坑充水治理及矿坑水蓄能循环利用提供了依据。 展开更多
关键词 cdem 充水 岩质边坡 变形 软弱夹层
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