隙煤岩损伤破坏行为的数值模拟

利用ANSYS有限元软件，构建了孔隙煤岩细观单元的二维数值计算模型；提出了一种针对孔隙煤岩复杂几何模型的网格优化措施，实现了整体映射网格与局部自由网格相结合的划分方法，提高了生成单元的质量以及求解效率；借助单元生死技术模拟了孔隙煤岩的脆性损伤破坏过程，研究了孔隙率及孔隙形态对煤岩整体力学行为的影响。研究表明，孔隙煤岩的损伤破坏行为和孔隙率、孔隙位置、孔隙形态等几何参数有关。孔隙集中的区域会出现应力或应变集中的现象，随着孔隙率及孔隙长短轴比增大，煤岩细观单元损伤现象更加明显，弹性模量下降，煤岩强度急剧下降，且损伤阈值也有所下降。