岩石力学与工程学报
巖石力學與工程學報
암석역학여공정학보
CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
2010年
z1期
2690-2704
,共15页
数值计算%地质体%连续介质力学%弹簧刚度%渐进破坏
數值計算%地質體%連續介質力學%彈簧剛度%漸進破壞
수치계산%지질체%련속개질역학%탄황강도%점진파배
提出一种基于连续介质力学的块体单元离散弹簧法,并将其应用于地质体渐进破坏过程的数值模拟研究.该方法以连续介质力学的基本理论为基础,以八节点正六面体单元为离散对象,根据有限元的形函数理论及正六面体单元刚度矩阵的具体表达式,将正六面体单元离散成为12根棱弹簧,并推导各弹簧的弹簧力计算公式,给出各弹簧的弹簧力分量的物理意义、对应的弹簧刚度及相关联的位移.在弹性部分的计算结果与传统的有限元计算结果一致的基础上,在弹簧中引入Mohr-Coulomb准则及拉伸破坏准则,进行弹簧破坏的判断.如果块体内的弹簧全部断裂,便将其视为散体.在判断破坏时采用双重判断模式,块体单元的判断主要用于选取弹簧潜在的破坏面,离散弹簧的判断用于计算弹簧上的真实弹簧力.最后,通过相关算例验证引入破坏准则后所得计算结果的合理性.块体单元离散弹簧法的实质是通过12根离散弹簧将单元转化为结构,因此可以通过分析各弹簧的断裂情况研究块体的内部破坏特征,更可以通过各弹簧的先后断裂过程来研究地质体的渐进破坏过程.
提齣一種基于連續介質力學的塊體單元離散彈簧法,併將其應用于地質體漸進破壞過程的數值模擬研究.該方法以連續介質力學的基本理論為基礎,以八節點正六麵體單元為離散對象,根據有限元的形函數理論及正六麵體單元剛度矩陣的具體錶達式,將正六麵體單元離散成為12根稜彈簧,併推導各彈簧的彈簧力計算公式,給齣各彈簧的彈簧力分量的物理意義、對應的彈簧剛度及相關聯的位移.在彈性部分的計算結果與傳統的有限元計算結果一緻的基礎上,在彈簧中引入Mohr-Coulomb準則及拉伸破壞準則,進行彈簧破壞的判斷.如果塊體內的彈簧全部斷裂,便將其視為散體.在判斷破壞時採用雙重判斷模式,塊體單元的判斷主要用于選取彈簧潛在的破壞麵,離散彈簧的判斷用于計算彈簧上的真實彈簧力.最後,通過相關算例驗證引入破壞準則後所得計算結果的閤理性.塊體單元離散彈簧法的實質是通過12根離散彈簧將單元轉化為結構,因此可以通過分析各彈簧的斷裂情況研究塊體的內部破壞特徵,更可以通過各彈簧的先後斷裂過程來研究地質體的漸進破壞過程.
제출일충기우련속개질역학적괴체단원리산탄황법,병장기응용우지질체점진파배과정적수치모의연구.해방법이련속개질역학적기본이론위기출,이팔절점정륙면체단원위리산대상,근거유한원적형함수이론급정륙면체단원강도구진적구체표체식,장정륙면체단원리산성위12근릉탄황,병추도각탄황적탄황력계산공식,급출각탄황적탄황력분량적물리의의、대응적탄황강도급상관련적위이.재탄성부분적계산결과여전통적유한원계산결과일치적기출상,재탄황중인입Mohr-Coulomb준칙급랍신파배준칙,진행탄황파배적판단.여과괴체내적탄황전부단렬,편장기시위산체.재판단파배시채용쌍중판단모식,괴체단원적판단주요용우선취탄황잠재적파배면,리산탄황적판단용우계산탄황상적진실탄황력.최후,통과상관산례험증인입파배준칙후소득계산결과적합이성.괴체단원리산탄황법적실질시통과12근리산탄황장단원전화위결구,인차가이통과분석각탄황적단렬정황연구괴체적내부파배특정,경가이통과각탄황적선후단렬과정래연구지질체적점진파배과정.
