基于虚拟裂缝模型的混凝土双K断裂参数 被引量：39

1

作者 吴智敏 王金来 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第7期12-16,共5页

本文将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合，利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Ｐｍａｘ及对应的裂缝口张开位移ＣＭＯＤｃ，求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δａｃ的解析解，据此计算了最大尺寸为７００×７００×２００... 本文将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合，利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Ｐｍａｘ及对应的裂缝口张开位移ＣＭＯＤｃ，求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δａｃ的解析解，据此计算了最大尺寸为７００×７００×２００ｍｍ的楔入劈拉混凝土试件的起裂断裂韧度ＫｉｎｉＩｃ、失稳断裂韧度ＫｕｎＩｃ及临界裂缝尖端张开位移ＣＴＯＤｃ，并与试验结果进行了比较．研究结果表明，当试件高度ｈ＞４００ｍｍ时，ＫｉｎｉＩｃ、ＫｕｎＩｃ、ＣＴＯＤｃ是一个与试件高度无关的断裂参数． 展开更多

关键词 混凝土 断裂参数 临界裂缝 虚拟裂缝模型

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钢筋混凝土结构锈胀裂缝的计算机模拟 被引量：14

2

作者 淡丹辉 王庆霖 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期484-487,共4页

根据钢筋混凝土锈胀动力学原理 ,推导出锈蚀钢筋周围混凝土锈胀位移场的表达式 ,并用基于虚拟裂缝模型 (FCM)的非线性有限元方法 ,建立了钢筋混凝土结构的锈胀裂缝开裂过程的分析模型。利用编制的程序 ,对钢筋混凝土构件的锈裂过程进行... 根据钢筋混凝土锈胀动力学原理 ,推导出锈蚀钢筋周围混凝土锈胀位移场的表达式 ,并用基于虚拟裂缝模型 (FCM)的非线性有限元方法 ,建立了钢筋混凝土结构的锈胀裂缝开裂过程的分析模型。利用编制的程序 ,对钢筋混凝土构件的锈裂过程进行了计算机模拟 ,结果表明 ,该模型为获得了锈胀开裂条件以及锈蚀量与锈胀裂缝宽度之间的定量关系提供了可能。 展开更多

关键词 钢筋混凝土 计算机模拟 锈胀动力学

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试件初始缝长对混凝土双K断裂参数的影响 被引量：24

3

作者 吴智敏 徐世烺 +1 位作者 卢喜经 刘毅 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期35-39,共5页

本文采用尺寸为 40 0mm× 40 0mm× 2 0 0mm ,初始缝高比分别为 0 2、 0 4、 0 5、 0 6的楔入劈拉试件 ,应用线性渐近叠加原理 ,利用试验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc 计算了混凝土裂缝的亚临界扩展量... 本文采用尺寸为 40 0mm× 40 0mm× 2 0 0mm ,初始缝高比分别为 0 2、 0 4、 0 5、 0 6的楔入劈拉试件 ,应用线性渐近叠加原理 ,利用试验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc 计算了混凝土裂缝的亚临界扩展量Δac,在此基础上利用虚拟裂缝模型并结合线弹性断裂理论 ,采用不同的闭合力方程计算了混凝土起裂断裂韧度KiniIc、失稳断裂韧度KunIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc.结果表明 ,采用不同闭合力方程所计算的混凝土KiniIc值有所差异 ,但当试件缝高比大于或等于 0 4时KiniIc及CTODc 均与试件初始缝高比无关 ,而KunIc值则与初始缝高比无关 ,这表明双K断裂参数及CTODc 可以作为描述混凝土裂缝起裂、稳定扩展及失稳破坏全过程的材料常数 . 展开更多

关键词 混凝土结构 断裂 断裂参数 虚拟裂缝模型

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基于虚拟裂缝模型的混凝土等效断裂韧度 被引量：23

4

作者 吴智敏 王金来 +1 位作者 徐世烺 刘毅 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期99-104,共6页

本文采用虚拟裂缝模型，将临界裂缝尖端张开位移ＣＴＯＤｃ作为控制参数，利用三点弯曲梁试件通过迭代求得了混凝土裂缝亚临界扩展量的临界值△ａｃ，据此求得了混凝土起裂断裂韧度ＫｉｎｉＩｃ、等效断裂韧度ＫｕｎＩｃ值。计算结果表... 本文采用虚拟裂缝模型，将临界裂缝尖端张开位移ＣＴＯＤｃ作为控制参数，利用三点弯曲梁试件通过迭代求得了混凝土裂缝亚临界扩展量的临界值△ａｃ，据此求得了混凝土起裂断裂韧度ＫｉｎｉＩｃ、等效断裂韧度ＫｕｎＩｃ值。计算结果表明，随着试件尺寸的增大，△ａｃ增大，但ＫｉｎｉＩｃ、ＫｕｎＩｃ值却是与试件尺寸无关的断裂参数。这表明线弹性断裂韧度准则可应用于混凝土结构的裂缝评定。 展开更多

关键词 混凝土 裂缝 断裂韧度 虚拟裂缝模型

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混凝土等效断裂韧度的解析方法及其尺寸效应 被引量：23

5

作者 吴智敏 杨树桐 郑建军 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期795-800,共6页

基于虚拟裂缝模型,提出一种计算混凝土三点弯曲梁等效断裂韧度的解析方法。应用该方法计算了梁的最大荷载和临界等效裂缝长度,进而求得等效断裂韧度。在此基础上,进一步研究了等效断裂韧度和裂缝亚临界扩展量的尺寸效应。结果发现,随梁... 基于虚拟裂缝模型,提出一种计算混凝土三点弯曲梁等效断裂韧度的解析方法。应用该方法计算了梁的最大荷载和临界等效裂缝长度,进而求得等效断裂韧度。在此基础上,进一步研究了等效断裂韧度和裂缝亚临界扩展量的尺寸效应。结果发现,随梁高的增加,等效断裂韧度与裂缝亚临界扩展量均增加;随初始缝高比的增加,等效断裂韧度与裂缝亚临界扩展量增加至最大值,随后不断降低。该现象从另一角度验证了边界效应理论。 展开更多

关键词 混凝土 等效断裂韧度 裂缝亚临界扩展量 虚拟裂缝模型 尺寸效应 边界效应

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混凝土裂纹扩展过程模拟的扩展有限元法研究 被引量：23

6

作者 张晓东 丁勇 任旭春 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期14-21,27,共9页

扩展有限元法(the extended Finite Element Method,XFEM)为数值模拟结构裂纹扩展过程提供了一条有效途径。该文介绍了用扩展有限元法对混凝土结构裂纹扩展过程进行数值模拟的实现方法。采用虚拟裂缝模型模拟混凝土非线性断裂行为,针对... 扩展有限元法(the extended Finite Element Method,XFEM)为数值模拟结构裂纹扩展过程提供了一条有效途径。该文介绍了用扩展有限元法对混凝土结构裂纹扩展过程进行数值模拟的实现方法。采用虚拟裂缝模型模拟混凝土非线性断裂行为,针对二维四边形单元推导了详细的有限元列式。采用3种方案对非线性方程系统进行求解,分析了其求解思路并概括了其求解步骤。通过对带初始边缘裂纹的单向拉伸混凝土板的数值模拟,对3种求解方案的计算结果进行了分析和讨论。 展开更多

关键词 扩展有限元法 裂纹扩展 虚拟裂缝模型 非线性断裂 数值模拟

原文传递

基于虚拟裂缝模型的混凝土断裂过程区研究 被引量：21

7

作者 卿龙邦 李庆斌 +1 位作者 管俊峰 王娟 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期112-116,132,共6页

利用虚拟裂缝模型对混凝土断裂过程区进行了研究。以无限大板中心拉伸裂缝模型为例,将过程区裂缝张开位移采用多项式级数形式表示,求得了断裂过程区上的位移分布和粘聚力分布。进而分析了材料参数对断裂过程区上的位移、粘聚力、断裂过... 利用虚拟裂缝模型对混凝土断裂过程区进行了研究。以无限大板中心拉伸裂缝模型为例,将过程区裂缝张开位移采用多项式级数形式表示,求得了断裂过程区上的位移分布和粘聚力分布。进而分析了材料参数对断裂过程区上的位移、粘聚力、断裂过程区长度以及峰值外荷载的影响。结果表明:断裂过程区上的位移和粘聚力均为非线性分布。断裂过程区长度随骨料最大粒径增大而逐渐增大,随抗压强度增大而逐渐减小。峰值外荷载随骨料最大粒径和抗压强度增大均逐渐增大。 展开更多

关键词 混凝土 虚拟裂缝模型 断裂过程区 拉伸软化曲线 裂缝张开位移

原文传递

混凝土断裂韧度及临界裂缝尖端张开位移——基于虚拟裂缝模型的分析 被引量：10

8

作者 吴智敏 徐世烺 王金来 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第1期29-34,共6页

将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合 ,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac 的解析解 ,据此计算了最大尺寸为 12 0 0mm× 12 0 0mm× 2 0 0mm的楔入... 将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合 ,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac 的解析解 ,据此计算了最大尺寸为 12 0 0mm× 12 0 0mm× 2 0 0mm的楔入劈拉混凝土试件的起裂断裂韧度KsIc、失稳断裂韧度KeIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc 研究结果表明 ,随着试件尺寸的增加 ,Δac 增大 ,但其增长幅度明显减小 ;而KsIc、KeIc、CTODc 却是与试件尺寸无关的断裂参数 因此 ,双K断裂准则可很好地描述混凝土裂缝的起裂。 展开更多

关键词 混凝土 断裂韧度 虚拟裂缝模型

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活性粉末混凝土断裂性能的试验研究 被引量：16

9

作者 姚志雄 周健 周瑞忠 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 2006年第6期654-659,共6页

采用虚拟裂缝模型结合线弹性断裂力学,分析了掺与不掺纤维活性粉末混凝土(RPC)的断裂特性.结果显示,RPC中掺入钢纤维后,其裂缝的扩展受到限制,而断裂韧度、裂缝尖端亚临界扩展量和裂缝尖端张开位移(CTODc)大大提高,韧性得到显著改善.另... 采用虚拟裂缝模型结合线弹性断裂力学,分析了掺与不掺纤维活性粉末混凝土(RPC)的断裂特性.结果显示,RPC中掺入钢纤维后,其裂缝的扩展受到限制,而断裂韧度、裂缝尖端亚临界扩展量和裂缝尖端张开位移(CTODc)大大提高,韧性得到显著改善.另外还给出了掺与不掺纤维RPC各断裂参数随纤维掺量的变化规律,分析了其断裂破坏的机理. 展开更多

关键词 纤维增强 断裂韧度 虚拟裂缝模型 裂缝尖端亚临界扩展量 纤维掺量

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活性粉末混凝土为基底材料的断裂和疲劳试验研究 被引量：11

10

作者 周瑞忠 姚志雄 石成恩 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期40-44,共5页

采用虚拟裂缝模型结合线弹性断裂力学的方法,分析了RPC(活性粉末混凝土)及纤维增强RPC的断裂特性;结果显示,RPC中掺入钢纤维后,裂缝的扩展受到限制,材料的断裂韧度、裂缝亚临界扩展量大大提高,材料韧性显著得到改善。用Instron电液伺服... 采用虚拟裂缝模型结合线弹性断裂力学的方法,分析了RPC(活性粉末混凝土)及纤维增强RPC的断裂特性;结果显示,RPC中掺入钢纤维后,裂缝的扩展受到限制,材料的断裂韧度、裂缝亚临界扩展量大大提高,材料韧性显著得到改善。用Instron电液伺服式疲劳试验机对试件施加循环荷载测其疲劳寿命,分析知疲劳寿命满足威布尔概率分布。本文给出107个试件的各种断裂参数随纤维掺量的变化规律,分析其破坏的机理。 展开更多

关键词 水工材料 纤维增强 断裂韧度 虚拟裂缝模型 纤维掺量 疲劳寿命 循环荷载 活性粉末混凝土

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裂纹扩展过程中线性内聚力模型计算的半解析有限元法 被引量：7

11

作者 王承强 郑长良 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期146-151,共6页

提出了求解基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题的半解析有限元法,利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个环形和一个圆形奇异超级解析单元列式,组装这两个超级单元能准确地描述裂... 提出了求解基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题的半解析有限元法,利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个环形和一个圆形奇异超级解析单元列式,组装这两个超级单元能准确地描述裂纹表面作用有双线性内聚力的平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题。典型算例的计算结果表明本文方法简单有效,具有令人满意的精度。 展开更多

关键词 哈密顿体系 裂纹扩展 内聚力 DUGDALE模型 虚拟裂缝模型 半解析有限元法

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基于虚拟裂缝模型求解混凝土等效断裂韧度的实用解析方法 被引量：9

12

作者 李忠献 刘永光 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期91-98,共8页

主裂缝亚临界扩展所形成的虚拟裂缝区的粘聚力是影响混凝土断裂韧度尺寸相关性的重要因素。根据混凝土准脆性材料的断裂特性,建立了一种基于虚拟裂缝模型的求解混凝土等效断裂韧度的实用解析方法。首先根据复合材料力学和线弹性断裂力... 主裂缝亚临界扩展所形成的虚拟裂缝区的粘聚力是影响混凝土断裂韧度尺寸相关性的重要因素。根据混凝土准脆性材料的断裂特性,建立了一种基于虚拟裂缝模型的求解混凝土等效断裂韧度的实用解析方法。首先根据复合材料力学和线弹性断裂力学的基本原理,将虚拟裂缝的粘聚力作为相应的边界条件,运用修正的剪滞理论,分区引入变异层,建立了分层剪滞模型;然后根据能量法则,推导出求解混凝土等效断裂韧度的解析计算模式;最后针对相关试验的数值解,得到了混凝土等效断裂韧度的解析解。结果表明,对于不同的子层数,体积系列试件的混凝土等效断裂韧度均方差和变异系数分别低于0.0398和0.0384,高度系列试件的混凝土等效断裂韧度均方差和变异系数分别低于0.0394和0.0363,从而证明了混凝土等效断裂韧度是与试件尺寸无关的断裂参数;且与数值解相比,解析解的均方差和变异系数更小,证明了本文解析方法具有更好的鲁棒性。由此得出结论,基于虚拟裂缝模型所建立的解析模式为求解混凝土等效断裂韧度提供了一种可靠的、实用的解析方法。 展开更多

关键词 混凝土 等效断裂韧度 虚拟裂缝模型 粘聚力 剪滞理论 解析解

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基于裂缝扩展准则的混凝土重力坝裂缝扩展全过程数值分析 被引量：8

13

作者 许青 邓涛 +1 位作者 董伟 吴智敏 《建筑科学与工程学报》 CAS 2009年第3期49-54,共6页

将裂缝扩展准则应用于混凝土重力坝裂缝扩展全过程分析,结合虚拟裂缝模型计算了经典混凝土重力坝模型的断裂特性,并与其他数值方法进行了对比。结果表明:利用该数值方法得到的混凝土重力坝模型的外荷载-裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展路... 将裂缝扩展准则应用于混凝土重力坝裂缝扩展全过程分析,结合虚拟裂缝模型计算了经典混凝土重力坝模型的断裂特性,并与其他数值方法进行了对比。结果表明:利用该数值方法得到的混凝土重力坝模型的外荷载-裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展路径与试验结果均吻合良好;当给定了混凝土材料的起裂断裂韧度、断裂能、抗拉强度等参数后,即可采用该数值方法对混凝土重力坝裂缝扩展全过程进行分析。 展开更多

关键词 裂缝扩展准则 混凝土重力坝 数值分析 虚拟裂缝模型 抗拉强度

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氧化锆陶瓷切削加工有限元仿真分析 被引量：6

14

作者 薛建勋 孙全平 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期28-29,80,共3页

从断裂力学的角度阐述了氧化锆陶瓷切削加工时的本构关系。采用ABAQUS软件对其正交切削过程进行了建模与仿真,分析了裂纹产生与扩展的机理、主应力变化的规律以及切削深度对裂纹分布的影响,通过仿真分析与实验结果进行比较,表明了切削... 从断裂力学的角度阐述了氧化锆陶瓷切削加工时的本构关系。采用ABAQUS软件对其正交切削过程进行了建模与仿真,分析了裂纹产生与扩展的机理、主应力变化的规律以及切削深度对裂纹分布的影响,通过仿真分析与实验结果进行比较,表明了切削加工有限元分析法的有效性,对优化工艺参数具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 断裂力学 虚拟裂缝模型 脆性断裂

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地下结构开裂问题可靠度分析 被引量：3

15

作者 武清玺 张玉惠 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1997年第6期31-36,共6页

采用虚拟裂缝模型，建立了用随机有限元分析地下结构开裂问题可靠度的计算方法，导出了有关公式．对某水电站地下厂房顶拱开裂问题的可靠度分析，得到与实际情况相符合的结果，验证了本方法的正确性和实用性．

关键词 地下结构 虚拟裂缝模型 可靠性分析 开裂 水电站

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反分析法确定钢纤维水泥砂浆拉应力与裂缝张开位移关系 被引量：4

16

作者 陈升平 Kiang Hwee Tan 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期165-170,共6页

在数值模拟钢纤维混凝土结构或构件和用基于断裂力学理论的设计方法设计钢纤维混凝土结构或构件时,钢纤维混凝土材料σ-w关系是一个重要的材料参数。该文根据三点弯曲缺口梁的荷载与裂缝张开位移(CMOD)曲线用反分析法确定了钢纤维水泥... 在数值模拟钢纤维混凝土结构或构件和用基于断裂力学理论的设计方法设计钢纤维混凝土结构或构件时,钢纤维混凝土材料σ-w关系是一个重要的材料参数。该文根据三点弯曲缺口梁的荷载与裂缝张开位移(CMOD)曲线用反分析法确定了钢纤维水泥砂浆的σ-w关系。试验制作了五种不同体积含量的钢纤维水泥砂浆单轴拉伸试件、圆柱体压缩试件和梁试件,钢纤维体积含量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%。试验发现,当钢纤维体积含量较小时,三点弯曲缺口梁的荷载与裂缝张开位移曲线呈现CMOD软化特性;而当钢纤维体积含量较大时,三点弯曲缺口梁的荷载与裂缝张开位移曲线呈现CMOD强化特性。对有CMOD软化特性的钢纤维水泥砂浆,可用三折线软化模型来模拟钢纤维水泥砂浆的σ-w关系;对有CMOD强化特性的钢纤维水泥砂浆,可用应力跌落-常残余强度模型来拟合。 展开更多

关键词 钢纤维水泥砂浆 虚拟裂缝模型 反分析 裂缝张开位移 缺口梁

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用虚裂纹模型研究混凝土裂缝扩展的边界单元法 被引量：5

17

作者 李庆斌 张楚汉 王光纶 《工程力学》 EI CSCD 1993年第3期9-16,共8页

本文将虚裂纹模型引入边界元法中,从而推出了用虚裂纹模型研究混凝土裂缝扩展过程的边界元法。由于边界元法在解决断裂问题时的优势,使得该法成为分析混凝土裂缝的有效方法之一。文中利用自编程序,给出了算例。

关键词 边界单元法 虚裂纹模型 裂缝扩展 混凝土

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混凝土劈裂试件断裂过程的数值模拟 被引量：4

18

作者 赵新安 段树金 《石家庄铁道学院学报》 2003年第3期48-52,共5页

将Duan-Nakagawa模型解析得到的断裂过程区上的应力和位移场转化为节点上的无体积、无长度的虚拟弹簧代替拉应变软化曲线,对混凝土劈裂试件的断裂过程进行有限元数值分析。在算例中,把裂纹尖端张开位移与材料的极限抗拉强度作为控制裂... 将Duan-Nakagawa模型解析得到的断裂过程区上的应力和位移场转化为节点上的无体积、无长度的虚拟弹簧代替拉应变软化曲线,对混凝土劈裂试件的断裂过程进行有限元数值分析。在算例中,把裂纹尖端张开位移与材料的极限抗拉强度作为控制裂纹扩展过程的参数,模拟了混凝土劈裂试件起裂、扩展、破坏的全过程,与试验结果吻合良好。 展开更多

关键词 混凝土劈裂试件 断裂过程 数值模拟 有限元分析 应力 位移场 Duan—Nakagawa模型 抗拉强度 虚裂纹模型

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一种新的无腹筋梁受剪承载力计算方法 被引量：2

19

作者 金琰 吴艳秋 +1 位作者 苏幼波 康谷贻 《河北理工学院学报》 2000年第1期84-90,共7页

在引入虚拟裂缝模型 (FCM)的基础上 ,通过对受剪承载力的有关影响因素的理论分析 ,并利用国内外有关试验数据进行了回归分析 ,得到了一个以虚拟裂缝模型 (FCM)为基础的钢筋砼无腹筋简支梁受剪承载力计算公式。

关键词 断裂力学 虚拟裂缝模型 无腹筋梁 受剪承载力

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破裂过程模拟的可变形圆化多边形离散单元法

20

作者 徐洋 赵兰浩 +1 位作者 邵琳玉 毛佳 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1121-1130,共10页

为研究工程中岩体内部裂纹的萌生、拓展和贯通机制,模拟其破裂时接触碰撞的全过程,提出可变形圆化多边形离散单元法。该方法将有限单元法与圆化多边形离散单元法进行耦合,采用圆化多边形离散单元法计算非连续岩体间的相互接触作用,连续... 为研究工程中岩体内部裂纹的萌生、拓展和贯通机制,模拟其破裂时接触碰撞的全过程,提出可变形圆化多边形离散单元法。该方法将有限单元法与圆化多边形离散单元法进行耦合,采用圆化多边形离散单元法计算非连续岩体间的相互接触作用,连续体内部的应力应变状态则通过有限单元法进行分析。为准确模拟裂纹演化过程,在有限单元间插入节理单元,采用虚拟裂缝模型和具有拉伸截断的摩尔-库仑准则描述节理单元在拉伸、剪切等不同破坏模式下的力学状态。最后模拟巴西圆盘开裂、单切口弯梁开裂及块体冲击破坏试验。研究结果表明:所提出方法能准确模拟岩体从连续体变化为非连续体的破裂过程。 展开更多

关键词 岩体破裂 圆化多边形离散单元法 节理单元 虚拟裂缝模型

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