T/GRM 057.2-2025 非煤岩岩爆倾向性评价规范 第2部分：数值模拟方法与材料模型参数标定

　　《非煤岩岩爆倾向性评价规范 第2部分:数值模拟方法与材料模型参数标定》主要内容总结 一、标准概述

　　该标准由中关村绿色矿山产业联盟提出，规定了非煤岩岩爆倾向性评价中数值模拟方法与材料模型参数标定的技术要求。标准适用于非煤地下矿山及其他非煤地下工程中围岩岩爆倾向性的数值模拟，涵盖前期准备和实施阶段。

　　标准起草单位包括中南大学、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司等多家科研院所和企业，主要起草人包括陶明、洪志先等专家。 二、核心内容框架 1. 术语与定义

　　标准明确定义了12个关键术语，包括： 非煤岩(Non-coal rock)：不含煤层或煤质成分的岩石 岩爆倾向性数值模拟：利用数值分析方法预测和评估地下工程围岩岩爆风险 连续/不连续/混合模拟方法：分别对应不同材料特性的模拟方法 各种数值方法(FEM、FDM、DEM、BEM、DDA、DFN等)的定义 三、模拟流程与技术要求 1. 总体流程

　　标准提出了系统性的岩爆倾向性预测数值模拟流程，分为前期准备和数值模拟两大阶段：

　　​​前期准备阶段：​​ 岩爆问题分析 数值模型几何分析 数值模拟方法选择 数值模拟软件选择

　　​​数值模拟阶段：​​ 建模及网格划分 本构模型及参数标定 初始化和边界条件设置 模型验证 岩爆倾向性预测 2. 关键技术要求

　　​​岩爆模拟问题分析​​：需明确四个目标： 岩爆发生时间和地点预测 岩爆等级确定及评估 岩爆孕灾机理研究 岩爆综合分析

　　​​数值模型几何分析​​：需考虑： 岩爆影响区域和边界条件 采用二维或三维模型 地层结构影响 不连续面影响 开挖顺序和步骤 支护结构评估

　　​​数值模拟方法与软件选择​​： 连续模拟方法：FDM(如FLAC3D)、BEM(如Map3D)、FEM(如ANSYS、LS-DYNA) 不连续模拟方法：DEM(如PFC3D)、DFN(如FracMan) 混合模拟方法：如BEM-DEM混合方法

　　​​建模及网格划分​​： 模型建立需考虑地质特征、影响范围、边界效应等 网格划分需平衡网格密度、形状、质量和计算资源

　　​​本构模型及参数标定​​： 常用本构模型：Mohr-Coulomb、Hoek-Brown、Drucker-Prager等 动态模拟可采用RHT、HJC、CSCM模型 参数获取途径：室内试验、现场试验、反演分析和文献参考

　　​​初始化和边界条件​​： 初始化包括初始应力、孔隙水压力和温度场 边界条件类型：固定、自由、应力、对称、周期性和无反射边界

　　​​模型验证​​： 室内力学试验对比 微震监测对比 现场测量与数值模拟对比 文献验证 模型网格尺寸分析

　　​​岩爆倾向性预测​​： 后处理分析弹性应变能、应力、应变等参数 按T/GRM057.1-2023中的判据评估岩爆类型、烈度及潜在位置 四、附录案例

　　标准提供了三个典型数值模拟案例： 1. FLAC3D案例(附录A) 模型尺寸100m×50m×100m，中间有直径10m隧道 采用Mohr-Coulomb本构模型 通过围岩塑性破坏范围、应力分布和变形特征分析岩爆

　　2. LS-DYNA案例(附录B) 采用RHT本构模型(含38个参数) 通过围岩应力分布、有效应变和变形特征分析岩爆

　　3. PFC3D案例(附录C) 采用离散元法，通过删除颗粒模拟开挖 使用平行链接键模型，参数包括安装间隙比、摩擦系数等 可观察到巷道表面岩爆发生位置 五、数值模拟软件汇总(附录D)

　　标准详细列出了各类数值模拟软件及其特点，包括： 连续方法软件：ANSYS、LS-DYNA、ABAQUS、FLAC3D等 不连续方法软件：PFC3D、UDEC、3DEC等 混合方法软件：ELFEN、IRAZU、PFC-FLAC耦合等 六、规范性引用文件

　　标准引用了多项相关国家标准和行业标准，包括： T/GRM 057.1-2023 非煤岩岩爆倾向性评价规范 第1部分 DZ/T 0276.18-2015 岩石物理力学性质试验规程 GB/T50266-2013 工程岩体试验方法标准 GB T50218-2014 工程岩体分级标准等

　　该标准为非煤岩岩爆倾向性评价提供了系统、科学的数值模拟技术规范，对保障非煤地下工程安全具有重要意义。