基于格构模型的岩石类材料破坏过程的数值模拟  被引量:28

Lattice model for simulating failure process of rock

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作  者:杨强[1] 张浩[1] 周维垣[1] 

机构地区:[1]清华大学水利水电工程系,北京100084

出  处:《水利学报》2002年第4期46-50,共5页Journal of Hydraulic Engineering

基  金:国家自然科学基金资助项目 ( 5 98790 0 5 ) ;清华大学基础研究基金资助项目

摘  要:本文采用二维格构模型在细观尺度上模拟岩石类材料的破坏过程 .格构模型将连续介质离散为由弹性杆或梁单元组成的二维格构网格 ,单元采用简单的本构关系和破坏准则 ,单元之间的参数可互有差异 ,以引入材料的非均质性 .在外载作用下对整体网格进行线弹性分析 ,计算出格构中各单元的局部应力 ,超过断裂阈值的单元将破坏 ,材料的破坏过程通过单元的依次破坏来模拟 .本文使用格构模型分析了单轴拉伸破坏和单边切口梁的剪切破坏 .数值模拟结果表明 ,格构模型可作为岩石、混凝土类材料破坏分析的一种有效方法 .A lattice model is developed to simulate the failure process of heterogeneous brittle materials.It is assumed that a continuum can be represented at the meso-level by a connected lattice of elastic-brittle truss of beam elements.The heterogeneity of the material can be implemented following different manners.The process of fracture is simulated by performing a linear elastic analysis of the lattice under loading and removing an element from the lattice that exceeds a certain failure threshold.After removal of an element the analysis is repeated.With this model,uniaxial tension and four-point-shear experiments of single-edge notched beams are simulated.It is shown that the simulated crack patterns appear quite realistic.

关 键 词:格构模型 脆性材料 非均质 破坏 开裂 数值模拟 

分 类 号:P583[天文地球—岩石学]

 

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