岩石-充填体耦合接触面细观参数及其力学特性研究

王煜^1,2，付建新^1,2，杨子龙^1,2

1. 北京科技大学土木与资源工程学院2. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室

摘 要：矿山嗣后充填采矿过程中,矿柱与充填体易形成互相包裹的组合模型共同承受荷载作用。为了深入分析矿柱与充填体耦合接触面属性对组合模型宏观力学性能的影响,设计岩石-充填体耦合试件进行室内试验,将室内试验结果作为基准值,借助PFC颗粒流软件,通过采用控制变量法,调整岩-充耦合接触面细观属性,进行单轴压缩数值模拟试验。结果表明:岩-充组合模型受到切向、法向刚度及摩擦系数的共同影响,随着耦合接触面细观参数的折减而出现强度劣化;随着耦合接触面法向刚度的折减,模型宏观力学性能呈现出先剧烈后平缓的劣化趋势,当折减系数变为基础值的两个数量级范围时,模型峰值应力应变对其敏感性降低;随着耦合接触面切向刚度的折减,模型宏观力学性能呈现出剧烈-平缓-剧烈的劣化趋势,当折减系数变为基础值的一个数量级范围时,模型峰值应力应变对其敏感性降低;模型宏观力学性能与耦合接触面摩擦系数变化为正相关关系,其趋势随着摩擦系数的变化而近似线性变化。

关键词：岩石-充填体;耦合接触面;PFC数值模拟;单轴压缩试验;