离散单元法软件EDEM中接触半径对岩石力学特性的影响及其应用

以EDEM软件的Hertz-Mindlin接触模型为对象，对接触半径与黏结键强度的关系及其对岩石抗拉和抗压强度的影响进行研究，提出了一种建立高压拉强度比岩石离散元模型的方法。根据接触模型的强度准则和几何准则，提出了黏结键受拉状态下的“强键”、“弱键”以及临界接触半径系数的概念，推导出了接触颗粒间法向运动和切向运动时的临界接触半径表达式。以接触半径系数α为自变量进行了岩石单轴压缩和单轴拉伸仿真试验，结果表明：抗拉强度随α变化呈三阶段分段线性关系，1.000 0≤α<1.000 8区间内，曲线斜率很大；1.000 8≤α≤1.002 5区间内，曲线斜率较小；α>1.002 5后，抗拉强度几乎不变化。抗压强度随α变化呈两阶段分段线性关系，在1.000 0≤α≤1.000 2区间内，曲线斜率很大；当α>1.000 2后，抗压强度几乎不变化。在1.000 1≤α≤1.000 3区间内，抗压强度和抗拉强度之比约为6.5～14.0，可以较好地拟合真实岩石的抗拉和抗压特性，从而构建出具有高压拉强度比的岩石离散元模型。