四川大学周琴获国家专利权
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龙图腾网获悉四川大学申请的专利一种基于可变接触刚度模型的岩石多轴拉破坏模拟方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120927443B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511163354.2,技术领域涉及:G01N3/08;该发明授权一种基于可变接触刚度模型的岩石多轴拉破坏模拟方法是由周琴;范子栋;任利;李存宝;何乐;周雷设计研发完成,并于2025-08-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于可变接触刚度模型的岩石多轴拉破坏模拟方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于可变接触刚度模型的岩石多轴拉破坏模拟方法,包括:构建岩石试样对应的几何模型,并将其离散为若干泰森多边形;设置带围压直接拉伸试验的边界条件;构建剪切刚度与法向应力呈线性关系的可变接触刚度模型,并进行微观参数标定;基于设置的边界条件及标定参数的可变接触刚度模型对离散为泰森多边形的岩石试样进行岩石多轴拉破坏数值模拟。本发明方法中,通过设计模型可以模拟出岩石在围压作用下抗拉强度先增大后减小的规律,与实际实验结果更吻合;设计的围压施加方法,可实现围压的匀速施加以及稳定,有效解决传统方法导致的围压不稳定问题;提出模型中微观参数的标定方法,可实现相关微观参数的快速标定。
本发明授权一种基于可变接触刚度模型的岩石多轴拉破坏模拟方法在权利要求书中公布了:1.一种基于可变接触刚度模型的岩石多轴拉破坏模拟方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、构建岩石试样对应的几何模型,并将其离散为若干泰森多边形; S2、设置带围压直接拉伸试验的边界条件; S3、构建剪切刚度与法向应力呈线性关系的可变接触刚度模型,并进行微观参数标定; S4、基于设置的边界条件及标定参数的可变接触刚度模型对离散为泰森多边形的岩石试样进行多轴拉破坏数值模拟; 所述步骤S3中,构建的可变接触刚度模型表示为: 式中,表示剪切刚度,表示接触面上的法向应力时的初始剪切刚度,表示增强系数; 对于所述可变接触刚度模型,标定的微观参数包括:法向刚度、剪切刚度、拉伸强度、黏聚力、内摩擦角以及剪切刚度的上限约束和下限约束; 进行微观参数标定的方法为: 通过计算初步的法向刚度,再通过调整法向刚度和初始剪切刚度,使模拟得到的杨氏模量和泊松比与实验结果一致;其中,和分别表示岩石的体积模量和剪切模量,表示接触面法向相邻单元的最小宽度,; 调整的取值,使无围压抗拉强度与实验结果一致; 根据抗拉强度与围压的斜率标定增强系数,将黏聚力、内摩擦角设置为不发生剪切破坏的较大值,将下限约束设置为0,通过调整增强系数,使抗拉强度随围压增加的斜率与实验结果保持一致; 调整上限约束使抗拉强度的最大值与实验结果一致,将下限约束标定为初始剪切刚度的10%; 在抗拉强度减小的过程中,根据抗拉强度下降段的斜率和截距调整黏聚力和内摩擦角,使其与实验结果相符。
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