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岩石非线性细观损伤-塑性耦合本构模型及其数值实现
被引量:
2
1
作者
张志镇
滕业奇
+4 位作者
周睿
张辉
徐珂
尚晓吉
高峰
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1425-1442,共18页
为了体现岩石在压缩过程中的压剪破坏模式,解决传统多尺度岩石损伤力学本构模型不能描述剪切弱化的问题,在多尺度岩石损伤力学框架内,通过考虑局部应力Lode角对屈服函数的影响,引入局部莫尔-库仑塑性屈服函数,建立一个新的岩石非线性细...
为了体现岩石在压缩过程中的压剪破坏模式,解决传统多尺度岩石损伤力学本构模型不能描述剪切弱化的问题,在多尺度岩石损伤力学框架内,通过考虑局部应力Lode角对屈服函数的影响,引入局部莫尔-库仑塑性屈服函数,建立一个新的岩石非线性细观损伤-塑性耦合本构模型。推导出本构模型在常规三轴压缩情况下应力-应变的解析解,进而给出本构模型所有参数的标定方法。采用优化后的半隐式解耦算法将本构模型写入LS-DYNA材料库,通过单元测试验证算法的有效性和收敛性,并对石灰岩三轴压缩力学特性进行模拟,数值模拟结果和试验数据具有较好的一致性。最后,进行本构模型参数敏感性分析,得出模型参数对岩石峰值应力、峰值应变、脆延转变等力学行为的影响规律。所建立的本构模型不需要引入额外的硬化/软化函数,显著减少了模型参数的数量,且参数具有严格的标定方法,采用关联流动法则即可完成对轴向、横向及剪切非线性力学行为的准确描述;优化后的半隐式解耦算法收敛性较好,所编译的LS-DYNA求解器计算过程稳定,且计算速度显著快于岩石传统现象学模型,这对于本构模型的实际应用具有重要意义。
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关键词
岩石力学
细观力学
损伤-摩擦耦合模型
局部应力Lode角
半隐式解耦算法
原文传递
题名
岩石非线性细观损伤-塑性耦合本构模型及其数值实现
被引量:
2
1
作者
张志镇
滕业奇
周睿
张辉
徐珂
尚晓吉
高峰
机构
中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室
中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室
中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院
出处
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1425-1442,共18页
基金
国家自然科学基金资助项目(52174091,42030810)
国家重点研发计划项目(2022YFC3004600)。
文摘
为了体现岩石在压缩过程中的压剪破坏模式,解决传统多尺度岩石损伤力学本构模型不能描述剪切弱化的问题,在多尺度岩石损伤力学框架内,通过考虑局部应力Lode角对屈服函数的影响,引入局部莫尔-库仑塑性屈服函数,建立一个新的岩石非线性细观损伤-塑性耦合本构模型。推导出本构模型在常规三轴压缩情况下应力-应变的解析解,进而给出本构模型所有参数的标定方法。采用优化后的半隐式解耦算法将本构模型写入LS-DYNA材料库,通过单元测试验证算法的有效性和收敛性,并对石灰岩三轴压缩力学特性进行模拟,数值模拟结果和试验数据具有较好的一致性。最后,进行本构模型参数敏感性分析,得出模型参数对岩石峰值应力、峰值应变、脆延转变等力学行为的影响规律。所建立的本构模型不需要引入额外的硬化/软化函数,显著减少了模型参数的数量,且参数具有严格的标定方法,采用关联流动法则即可完成对轴向、横向及剪切非线性力学行为的准确描述;优化后的半隐式解耦算法收敛性较好,所编译的LS-DYNA求解器计算过程稳定,且计算速度显著快于岩石传统现象学模型,这对于本构模型的实际应用具有重要意义。
关键词
岩石力学
细观力学
损伤-摩擦耦合模型
局部应力Lode角
半隐式解耦算法
Keywords
rock
mechanics
micromechanics
damage-friction
coupling
model
local
stress
lode
angle
semiimplicit
decoupling
algorithm
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
岩石非线性细观损伤-塑性耦合本构模型及其数值实现
张志镇
滕业奇
周睿
张辉
徐珂
尚晓吉
高峰
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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