非均匀性岩石破坏过程的三维损伤软化模型与数值模拟
【国家自然科学基金】_软化模型_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803

重力坝 逐步回归法 运动硬化 轴对称 轴向应力 软骨 软化模型 超载破坏模型试验 走滑型地震 调质42crmo钢 试验研究 街道 血管生成 血栓形成模型 蠕变破碎 自然杀伤细胞 膨胀带 脆塑性 背景空区 聚乙烯吡咯烷酮 统计损伤理论 统计 统一本构 细观力学 组织因子 组构 组合剪力墙 组合作用 纳米金属 纳米单晶固体 约束 累积塑性应变 系统演化 粘塑性 等向硬化 竖向箍筋 碳纤维混凝土(cfrc) 碱性成纤维细胞生长因子 硬化模型 破裂特征 破裂带 破坏后区 短牛腿 矩形柱 病毒性脑炎 电阻变化率 电阻-压力复合焊 状态参数 物理力学性质 物态方程 渗流 渐进状态 混合裂缝模型 混凝土裂缝
钢筋混凝土框架节点 钢-混凝土 轻量土 轴拉破坏 软土地基 软化桁架模型 软化曲线 软化效应 转角软化桁架模型 超固结 诱发机理 裂隙自愈合 蠕变机制 节理岩体 膨胀岩 脆性指标 能量平衡 耗散结构 统一硬化模型 结构工程 结构倒塌 线性互补问题 纵向声频支声子硬化 纳米铜 约束混凝土 纤维增强复合材料(frp) 紧凑拉伸试件 系统演化 粘结滑移 粘结强度 粘结剪应力 粘结-滑移 粗粒土 等效结点力-逐步软化有限元模型 离散单元法 离散元法 磁振子-声子相互作用 碳纤维 硬化-软化 破碎耗能 破坏机制 砂岩 真三轴 直径 直埋式蜗壳 界面脱粘 用户材料子程序 状态相关 灰色理论 火灾 渗透性演化 渗流–应力–损伤耦合 渐近状态 混凝土结构
107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160
岩石细观损伤力学基础-概述说明以及解释

岩石细观损伤力学基础-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在岩石力学研究领域,细观损伤力学是一个重要的研究方向。
岩石作为一种复杂的非均质材料,其力学性质与内部微观结构之间存在着密切的关系。
研究岩石的损伤力学,可以深入理解岩石在受力过程中的变形与破坏机理,为岩土工程和地质灾害预测提供科学依据。
细观损伤力学从微观尺度上研究岩石内部的微观破裂与变形行为。
通过观察和分析岩石的细观损伤特征,可以揭示岩石的力学性能、破坏机理及其变形规律,从而为岩石力学与岩土工程领域提供重要的理论基础。
文章将介绍细观损伤力学的概念和研究方法,使读者对该领域有一个整体的认识。
首先,将概述岩石细观损伤力学的研究背景和意义,介绍其在岩石力学中的应用价值。
随后,将对文章的结构和内容进行说明,明确每个章节的主要内容。
最后,明确研究的目的,即通过对岩石细观损伤力学的深入研究,为岩土工程的设计和施工提供理论指导并探索新的研究方向。
通过本文的细观损伤力学研究,我们希望能够为岩石力学领域的科研工作贡献出一份力量,为岩土工程的发展和地质灾害的防治提供有力支持。
同时,我们也希望能够通过对岩石细观损伤力学的研究,探索出更加准确、可靠的岩石力学模型,并为岩石材料的性能评价和工程实践提供参考依据。
1.2文章结构文章结构部分的内容:文章主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了文章的主题和研究对象,说明了岩石细观损伤力学的重要性和应用领域。
同时,简要介绍了文章的结构,以帮助读者理解整个文章的脉络和内容。
正文部分主要包括两个内容:岩石细观损伤力学的概述和岩石细观损伤力学模型。
在岩石细观损伤力学的概述中,首先介绍了岩石的组成和结构特点,以及岩石在受力作用下的行为。
然后,探讨了岩石细观损伤力学的基本概念和理论基础,包括损伤、断裂和弹性等基本概念,为后续的模型建立打下基础。
在岩石细观损伤力学模型部分,列举了目前常用的岩石细观损伤力学模型,如弹塑性模型、松弛模型等。
【国家自然科学基金】_岩石损伤_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729

107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160
科研热词 岩石力学 损伤 数值模拟 本构模型 声发射 损伤演化 砂岩 损伤力学 岩石 围岩 疲劳损伤 数值分析 循环荷载 卸荷 高围压 非线性 试验研究 裂纹 蠕变损伤 花岗岩 突水通道 空气间隔装药 稳定性 破坏过程 石灰岩 盐岩 疲劳 爆破振动 爆炸载荷 煤与瓦斯突出 椭圆形微裂纹 本构方程 断裂力学 数值仿真 损伤度 损伤变量 应变软化 应力波 分形维数 临界损伤 hoek-brown准则 黏聚力 高频试验 高能气体压裂 高温 高水压 高拱坝 高应力巷道 高压注水 颗粒流法 顶板隔水层 顶板突水
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
岩质边坡破坏机制有限元数值模拟分析

第22卷第12期岩石力学与工程学报22(12):1943~1952 2003年12月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec,2003岩质边坡破坏机制有限元数值模拟分析*郑颖人赵尚毅邓卫东(后勤工程学院土木工程系重庆 400041) (交通部重庆公路科学研究所重庆 400067)摘要岩质边坡的稳定性主要由其结构面控制,采用有限元强度折减法对岩质边坡破坏机制进行了数值模拟分析。
计算表明,破坏“自然地”发生在岩体抗剪强度不能承受其受到的剪切应力的地带。
分析表明,根据塑性力学破坏原理,采用有限元强度折减法有助于对岩质边坡破坏机制的理解。
算例表明了此法的可行性。
关键词岩石力学,岩质边坡破坏机制,有限元强度折减法,数值模拟分类号P 642.22,O 242.21 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2003)12-1943-10 NUMERICAL SIMULATION ON FAILURE MECHANISM OF ROCK SLOPEBY STRENGTH REDUCTION FEMZheng Yingren1,Zhao Shangyi1,Deng Weidong2(1Logistical Engineering University, Chongqing 400041 China)(2Chongqing Highway Science Research Institute, Chongqing 400067 China)Abstract The stability of rock slope is mainly determined by its discontinuity and rock bridge. However,the failure mechanism of discontinuity and rock bridge has not been studied comprehensively. In this paper,the stability analysis of jointed rock slope is carried out by shear strength reduction finite element method. The elastic-perfectly plastic material is adapted in the finite element method. With the strength reduction,the nonlinear FEM model of jointed rock slope reaches instability,and the numerical non-convergence occurs simultaneously. The safety factor is then obtained by strength reduction algorithm. At the same time the critical failure surface and overall failure progress are found automatically. The numerical convergence or non-convergence is related to the yield criterion. Comparison is made of several yield criteria in common use. The Mohr-Coulomb criterion is undoubtedly the best-known criterion. But its yield surface is an irregular hexagonal cone in principal stress space. It brings difficulty to numerical analysis. For convenience the Mohr-Coulomb criterion is replaced by Mohr-Coulomb equivalent area circle yield criterion. Through a series of case studies,it is found that the safety factor obtained by strength reduction FEM with Mohr-Coulomb equivalent area circle criterion is fairly close to the result of traditional limit equilibrium method (Spencer’s method). The result shows that the discontinuity coalescence pattern is influenced by its strength,length,location,and obliquity. The failure occurs 'naturally' through the zone in which the shear strength of rock is insufficient to resist the shear stresses. Through a series of case studies,the applicability of the proposed method is clearly exhibited. This study presents a new approach for stability analysis of jointed rock slope,and it is especially available to the complicated geological condition and supported slope.Key words rock mechanics,failure mechanism of rock slope,strength reduction FEM,numerical simulation2002年12月3日收到初稿,2003年4月23日收到修改稿。
岩石力学性质的实验与模拟研究

岩石力学性质的实验与模拟研究引言:岩石是地壳中最常见的地质体,对于地球科学研究和工程实践至关重要。
岩石力学是研究岩石及其围岩的力学性质和力学行为的学科,对于矿山、隧道、地铁、水利、核工程等领域起着重要的作用。
在实验室和模拟研究中,通过探索岩石的物理、力学性质可以更好地理解岩石结构、变形、破裂及围岩的稳定性,为相关工程项目提供科学依据,也为资源勘探提供技术支持。
一、岩石力学实验方法岩石力学的实验研究旨在通过实验手段来获得岩石的物理力学参数,为后续的数值模拟和工程设计提供基础数据。
岩石力学实验方法多种多样,主要包括材料力学试验、岩石强度试验、变形试验等。
1. 材料力学试验材料力学试验是最基本的研究方法之一,它通过对岩石试样进行拉伸、压缩、弯曲等加载,测试岩石的力学参数。
常用的试验方法包括拉压试验、剪切试验、三轴试验等。
在这些试验中,通过加载试样并测量力和变形,可以得到岩石的荷载-变形曲线,从而计算出各种力学参数,如岩石的弹性模量、抗拉强度、抗压强度等。
2. 岩石强度试验岩石强度试验主要是通过加载试样,观察其破坏形态,以及测量岩石的破坏强度等参数。
其中,抗拉强度试验和抗压强度试验是常用的试验方法。
在抗拉强度试验中,通过加载试样,观察其是否发生断裂,同时测量拉断强度。
而在抗压强度试验中,试样在加载过程中发生破裂,测量岩石的抗压强度。
3. 变形试验变形试验主要研究岩石在外力作用下的变形行为,常用的方法包括岩石变形试验、弹塑性试验、弹性恢复试验等。
通过这些试验,可以大致了解岩石在不同应力条件下的变形特点,如岩石的应变硬化、塑性变形、岩石的弹性恢复等。
二、岩石力学的数值模拟方法岩石力学的数值模拟通过建立岩石性质的数学模型,模拟岩石在不同力学条件下的行为,为工程设计和科学研究提供定量预测和评估。
常用的数值模拟方法包括有限元法、离散元法和边界元法等。
1. 有限元法有限元法是最常用的数值模拟方法之一,它将连续体分割成有限数量的小单元,通过有限元的位移函数和加权残差方法,求解各个单元上的力学行为,最终得到整个岩石体系的应力、应变分布。
邓肯张本构模型在FLAC3D中的开发与实现

邓肯张本构模型在FLAC3D中的开发与实现一、本文概述随着计算机技术的不断发展和数值模拟方法的日益成熟,岩土工程领域的数值模拟分析已成为研究岩土工程问题的重要手段。
邓肯张本构模型(Duncan-Chang Constitutive Model)作为一种能够描述岩土材料非线性、弹塑性行为的本构模型,在岩土工程领域具有广泛的应用。
然而,在岩土工程数值模拟软件FLAC3D中,邓肯张本构模型并未直接内置,因此需要对其进行开发与实现。
本文旨在探讨邓肯张本构模型在FLAC3D中的开发与实现过程。
将介绍邓肯张本构模型的基本原理和特点,包括其应力-应变关系、屈服准则、硬化法则等。
然后,将详细阐述如何在FLAC3D中通过用户自定义本构模型(User-Defined Constitutive Model)接口实现邓肯张本构模型,包括模型的初始化、应力更新、应变更新等关键步骤。
还将讨论邓肯张本构模型在FLAC3D中的数值实现方法,如如何设置模型参数、如何处理模型的非线性问题等。
通过本文的研究,旨在为FLAC3D用户提供一种在岩土工程数值模拟中应用邓肯张本构模型的有效方法,也为其他岩土工程数值模拟软件的本构模型开发与实现提供借鉴和参考。
本文的研究成果将有助于提高岩土工程数值模拟的准确性和可靠性,推动岩土工程领域的数值模拟研究向更高水平发展。
二、邓肯张本构模型基本理论邓肯张本构模型(Duncan-Chang Model)是一种广泛使用的岩土工程材料本构模型,主要用于描述土的应力-应变关系。
该模型基于土的弹塑性理论,能够模拟土的非线性、弹塑性和剪胀性等行为。
邓肯张本构模型的基本假设包括土的应力-应变关系是非线性的,土的应力路径对其后续行为有影响,以及土的体积变化与其应力状态有关。
模型的核心在于其应力-应变关系的数学描述,其中包括弹性部分和塑性部分。
在弹性部分,邓肯张模型采用了切线弹性模量来描述土的弹性行为,这个模量随着应力的变化而变化,体现了土的非线性弹性特性。
岩爆危害预测与控制的数值模拟方法研究
岩爆危害预测与控制的数值模拟方法研究岩爆是指矿井、地下工程中由于地质结构和地应力的变化而导致的巨大破坏性能量释放。
岩爆的危害非常严重,可以导致人员伤亡、设备损坏和安全隐患。
因此,对岩爆进行预测和控制非常重要。
数值模拟是一种利用计算机模拟现实过程的方法,它可以以低成本进行大量试验,使我们能够更好地了解和预测岩爆的危害。
本文将介绍利用数值模拟方法进行岩爆危害预测和控制的一些基本原理和方法。
一、数值模拟方法数值模拟是将现实世界的问题转化为计算机可以处理的数学模型,并通过计算机模拟在现实系统中各种物理、化学等现象的发展过程,以得到我们感兴趣的信息。
数值模拟方法可以分为有限差分法、有限元法、边界元法等多种。
其中,有限元法是一种广泛应用的方法,因其能够处理多种复杂的工程问题而被认为是最受欢迎的数值模拟方法之一。
二、岩爆危害预测岩石中的裂隙会导致地应力的变化,进而导致矿井中岩石的破裂和岩爆事故的发生。
因此,了解裂隙的分布和变化对于岩爆危害的预测非常重要。
数值模拟可以帮助我们了解岩石中裂隙的变化和演化过程。
其中,有限元法可以建立复杂的岩体模型,模拟岩石中各种应力场的变化,并确定岩体破裂的位置和形态。
此外,有限元法还可以预测岩体在不同应力下的破断模式和破碎程度,从而了解岩体的稳定性,预测岩爆危险程度。
三、岩爆危害控制预测岩爆危害的同时,我们还需要有效地控制岩爆危害。
具体而言,我们可以从以下几方面入手:1. 改善矿井通风系统,使矿井内的气流流通良好,避免热量和气体积聚导致爆炸。
2. 采用恰当的爆破技术,减轻爆破震动对岩石的损伤,避免引起岩爆。
3. 对有岩爆危险的工作面进行加强,例如,在矿井中设置支撑和固化设施,以防止岩石破坏。
4. 定期维护和检查矿井设备和矿井环境,发现问题及时处理,防止事故的发生。
在岩爆危害控制的过程中,数值模拟方法可以帮助我们设计合适的岩体支护方案和爆破方案,以及优化矿井通风系统,减少岩爆危害。
基于RFPA-3D含裂隙矿体破裂扩展数值模拟研究
世界有色金属 2023年 10月上10C omputer automation计算机自动化基于RFPA-3D 含裂隙矿体破裂扩展数值模拟研究邵陆航(首钢滦南马城矿业有限责任公司,河北 唐山 063500)摘 要:为了深入探究不同参数条件下含裂隙矿体的力学特性及破裂扩展路径、破坏模式及破裂扩展规律,借助RFPA-3D真实数值模拟仿真软件开展了3种不同长度预制裂隙及5种不同角度下的单轴压缩数值模拟试验。
结果表明:①随着裂隙长度增大,模型试样峰值应力逐渐降低;随着裂隙倾角增大,模型试样峰值应力出现“V”字型变化规律;当裂隙倾角为60°时,模型试样峰值应力最低。
②张拉应力是引起模型试样裂隙尖端产生起裂的主要因素,剪切应力是造成裂隙横向扩展并形成破碎区的主要原因。
③0°~30°模型试样以张拉劈裂破坏为主,45°~60°模型以剪切破坏为主,90°模型试样呈现出明显的剪切-张拉组合破坏。
关键词:破裂演化特征;裂隙矿体;非均质性;力学特性中图分类号:TD327.2 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2023)19-0010-3Numerical simulation of fracture propagation of magnetite containing cracks based on RFPA-3DSHAO Lu-hang(Luannan Macheng Mining Co.,Ltd., Shougang Group Co. ,Ltd., Tangshan 063500,China) Abstract: In order to deeply explore the mechanical properties, fracture propagation path, failure mode, and fracture propagation law of magnetite with cracks under different parameter conditions, three types of prefabricated cracks with different lengths and five uniaxial compression numerical simulation tests at different angles were conducted using RFPA-3D real numerical simulation software. The results indicate that: ① as the crack length increases, the peak stress of the model specimen gradually decreases; As the inclination angle of the crack increases, the peak stress of the model sample exhibits a "V" shaped change pattern; When the inclination angle of the crack is 60°, the peak stress of the model sample is the lowest. ② Tensile stress is the main factor causing the initiation of cracks at the crack tip of the model specimen, while shear stress is the main reason for the lateral expansion of cracks and the formation of fracture zones. ③ The 0°~30° model specimens mainly exhibit tensile splitting failure, the 45°~60° model specimens exhibit shear failure, and the 90° model specimens exhibit obvious shear tensile combined failure.Keywords: Iron tailings;Fissure magnetite;Mixing and grinding time;Pressure-resistant intensity收稿日期:2023-08作者简介:邵陆航,男,生于1992年,汉族,河北石家庄人,硕士研究生,矿山地质与选矿助理工程师,研究方向:矿山开采设计工作。
深埋隧洞围岩变形破坏规律的数值模拟
深埋隧洞围岩变形破坏规律的数值模拟
深埋隧洞是工程中一种广泛应用的地下工程结构,它的安全性和稳定性是保障工程质
量的重要指标。
深埋隧洞在建设过程中,其周围的围岩受到较大的应力影响,极易发生变
形和破坏。
因此,了解深埋隧洞围岩变形破坏规律对于设计和施工具有重要的意义。
传统的试验研究费时费力,且难以精确仿真复杂的地下工程场景,因此采用数值模拟
方法研究深埋隧洞围岩变形破坏规律具有重要的意义。
本文将基于数值模拟方法,探究深
埋隧洞围岩的变形破坏规律。
首先,根据实际情况确定模型参数,包括模型尺寸、模型材料的力学参数、荷载方式
和边界条件等。
然后,采用有限元方法建立深埋隧洞围岩的数值模型,并进行计算。
在计
算的过程中,基于力学分析理论,考虑了围岩的强度、变形特性和岩土体之间的相互作用
等因素。
最后,对计算结果进行分析和解释,以获得深埋隧洞围岩的变形破坏规律。
基于数值模拟方法的研究表明:隧洞开挖后,围岩中出现明显的应力集中和应变分布,其最大值与洞体中心的距离有关系。
当应力超过岩石强度时,围岩就会发生破坏。
在深埋隧洞围岩的变形破坏过程中,岩土体之间的相互作用起着至关重要的作用。
众
所周知,隧洞开挖后,洞囵内外的土体产生不同的应力和变形,其中较大的变形不仅会造
成深层土体的灌缝、滑动等失稳现象,还会导致地表沉降、建筑物破坏等不良后果。
为减轻这些不良后果,规避隧洞地震等灾害,我们需要了解深埋隧洞围岩的变形和破
坏规律。
通过数值模拟方法的研究,我们能更加准确地分析数值结果,并为今后制定有效
预防措施提供科学的依据。
岩石三维模型及破坏的有限元方法
1 一 + c + a r 2 s
ANS s L - NA 是 目前 运 用 最 广 泛 的 有 限 元 Y / SDY 方法 之一 。本文 以有 限元 为基 础, 用基 于 L - 运 SDYN A
的显式非线性动力分析进行仿真数值模拟。
1 方法 介绍
J一 ( )+( ) 一 。 2 去[ 一 。 一 +( ) ]
石 在 大 围压 下大 多表现 出硬 脆性 , 与混凝 土 的硬脆性 相 似, 故本 文 运 用 了 MAT— OHN ON— J S HOL MQUIT S— C ONC E E。它适合 于 大应 力 、 应 变 、 变形 , 符 R T 大 大 更 合 三轴 围压下 的岩 石性质 , 能更 加有 效地模 拟 出岩石 的
成果 引。
第 一应力 不变量 , 更适 用 于岩 土材料 , 5: 即[ ]
f i, 2=a 1  ̄ 2 (1 『) I+ / 一K ,
a一
2 i s 9 n i
6
, 一
_ s9 c _ o _
si
式 中 : —— 应力 张量 的第一 不变 量 ;
, —— 第 二不 变量 。 z I,z J 的表达 式为 :
规 实验方 法很难 得到 准确数 据 。 为此 , L  ̄ NA 中采 用 MAT RUC R P AGE 在 SDY D KE _ R R模拟 岩 石 三 维动 态破 坏 , 分析 岩石破 坏过 程 中的 受力 , 到一 些具 有 实际意 义的结论 。 得 关 键词 : 石模 型 ; 限元 方 法 ; P准 则 ; 态破 坏 岩 有 D 动