三维离散元单轴试验模拟甲烷水合物宏观三轴强度特性

填充型水合物的砂性能源土试样可视为特殊的散粒体材料，即砂粒和水合物颗粒混合物，具有明显的非连续特征。为研究填充型水合物的能源土力学特性，初步探索了甲烷水合物在不同温度、反压条件下加荷模式的离散元模拟方法。离散元模拟中，将水合物块体视为由大量颗粒通过强胶结作用凝聚而成的整体，室内试验中的内部孔隙水压作用转化为水合物颗粒间的胶结力，故需要合理确定颗粒间胶结模型参数来实现反压的影响作用。通过参数反演建立了宏观强度、刚度参数与平行胶结模型的微观胶结参数间的宏、微观关系，基于已有室内甲烷水合物三轴试验资料，确定了给定温度和反压条件下的微观胶结参数取值，随后进行离散元单轴压缩试验。离散元单轴压缩试验模拟获得的水合物强度特性，与室内三轴试验结果符合较好；通过建立的宏、微观参数间的关系，实现了不同温度、反压下的水合物加荷模式的模拟。为进一步提出深海能源土离散元数值试验成样方法——孔隙填充水合物生成技术，形成含填充型水合物的能源土试样，研究其力学和变形特性奠定基础。