岩石应变软化弹塑性有限元分析

本文从岩石的变形特性和界面约束理论出发,建立了应变软化规律及共有限元本构方程。这种方程的求解存在着解法难与收敛慢和漂移界面的两个问题。解决方法:(1)分析各种解法,采用初应力法,并进行改进称之改进的初应力法,以加速其收敛;(2)考查各种漂移界面的修正方法,选取其中较好的一种。编制了一个相应的EPSF程序,并对金川某巷道进行了软化有限元分析。     

弹塑性有限单元法在岩石高边坡稳定分析中的应用

本文采用弹塑性有限单元法对某水电工程岩石高边坡施工开挖进行了仿真模拟计算.对边坡的变形、应力状态、塑性区分布等进行了分析评价.计算结果表明:边坡整体是稳定的,但坡脚部位分布有一定范围的压剪屈服区,对该部位应加强支护,计算成果对边坡的合理支护具有一定的指导作用.     

岩石类介质的弹塑性损伤本构模型

从岩石介质损伤的物理实质出发，探讨并建立理想脆性岩石介质的弹性损伤本构模型，进而建立了岩石介质更为一般的弹塑性损伤本构模型。利用本文所建立的本构模型，结合数值计算方法，可较方便地分析有关工程实际问题。     

用边界单元法求解三维弹塑性问题的格式

基于初应力法弹塑性理论,给出了求解三维弹塑性问题边界单元法的一种有效的格式,它适用于较复杂的本构关系,在迭代格式和处理内点奇异积分方面所采用的方法是有效的,能保证精度并加快求解速度。     

弹塑性随机有限元分析的初应力法

在弹塑性有限元分析的初应力法基础上,推导了弹塑性随机有限元增量初应力法的计算迭代格式,编制了弹塑性随机有限元程序,并通过算例验证了方法及程序的正确性.     

基于强度理论的岩石损伤弹塑性模型

根据单轴受力特性曲线唯象地考察岩石材料损伤演化,定义弹性应变表示的一维损伤变量及其本构模型,利用双剪强度理论将其推广至三维模型.塑性是潜在破坏面的摩擦滑移,在传统塑性理论的框架中,建立了基于摩尔-库仑强度理论与潜在滑移面摩擦软-硬化特性的各向异性损伤弹塑性本构关系.结果表明,计算的损伤演化与CT观测结果符合很好,用本文的弹塑性模型反映损伤材料的力学特性是可行的.     

弹一粘弹塑性岩石本构模型的探讨

本文通过对岩石流变特性的分析,建立了弹一粘弹塑性岩石的本构模型,并进行了实验验证。由于本模型能将岩石的弹性变形阶段与非弹性段分开,实用于边界元法解地下工程问题。     

分形理论在岩石材料损伤中的应用研究

分形理论从确立至今已有20多年,将分形理论应用于解决岩土工程问题已逐渐完善。本文介绍了相关分形几何的理论,阐述了应用于岩石材料中的分形损伤和分形断裂理论,以及分形理论(力学)在相关岩土工程中的应用。     

岩石的弹塑性扰动状态本构模型

假定岩石的相对完整状态符合分级单屈服面(HISS)模型并考虑其各向同性硬化,岩石的完全调整状态对应于理想刚塑性,通过定义扰动函数,则岩石应力峰值后的软化行为可用HISS模型叠加扰动进行描述,从而建立基于扰动状态概念理论的岩石弹塑性本构模型.利用RMT-150B对焦作砂岩进行单轴、三轴压缩破坏试验,以确定本构模型中的材料参数.应用建立的弹塑性本构模型,对岩石在单轴应力状态下的力学响应进行了描述.研究结果表明,建立的弹塑性本构模型能描述单轴下岩石的应力-应变全过程.     

一个软弱岩石的粘弹塑性流变力学模型

本文在东乡铜矿砂质页岩的大量单轴压缩蠕变试验基础上,提出了一个适用于软岩的粘弹塑性流变力学模型。该模型更广泛地反映了这类岩石的流变力学特性。此外,应用该模型研究这种砂质页岩的力学性质时,发现了模型参数是应力和时间的函数。     

弹塑性问题的边界单元法的实施与研究

本文提出了基于广义变分原理推导边界积分方程的方法.推导了轴对称弹塑性问题的降维公式,从而简化了原问题的计算.应用初应力法和子增量过程,我们编制了二维弹塑性问题(包括平面问题和轴对称问题)的边界单元法程序,计算了一些例题.通过分析、讨论和计算,最后得出了一些结论.     

弹塑性初应力变分原理及其与参变量变分原理的关系

本文从弹性力学中带有初应力的最小势能原理出发,结合线性互补形式的弹塑性本构方程,得到了一种用于弹塑性问题的初应力形式的变分原理。这样得出的变分原理与已经建立并获得成功应用的参变量最小势能原理形式是一致的,从而给出了参变量变分原理的一种容易理解的解释,这对于推广应用参变量变分原理是有意义的.     

岩石试样弹塑性破裂过程数值模拟比较研究

应用岩石弹塑性破裂过程分析软件（REPFPA）,对岩石试样的弹塑性破裂过程进行了一系列的数值模拟比较研究。分别研究随机数发生器种子值、统计分布函数的形态参数m、单元数目、应力应变状态、试样中心有无弱区、边界条件、材料参数随机赋值方式等条件对岩石试样弹塑性破裂过程的影响。不仅在计算机上再现了岩石试样的弹塑性破裂过程,而且得出许多有意义的结论。这些问题的解决对于用数值模拟方法研究岩体工程的宏观力学性能是很有意义的工作。     

双剪强度理论在水工压力隧洞弹塑性应力分析中的应用

水工压力隧洞的弹塑性分析,工程上一直采用Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ强度准则进行求解。但由于该理论和试验结果常常不符,故产生误差。本文应用俞茂宏教授提出的双剪强度理论对水工压力隧洞进行弹塑性分析,解决了上述问题。     

岩石宏细观弹塑性损伤破坏对比研究

为了考虑岩石内细观局部塑性变形,基于应变空间理论导出岩石弹塑性损伤增量本构方程,提出了在计算程序中用破坏单元网格消去法清晰模拟裂纹扩展的方法,解决了有限元模拟裂纹的难题,分别从宏观尺度和细观尺度研究了岩石I型裂纹弹塑性损伤破坏问题。对比分析表明,宏观尺度研究I型裂纹扩展符合断裂力学理论分析;细观尺度研究岩石破坏过程能深入解释细观破坏机理,岩石宏观破坏直接与其内部的细观损伤破坏有关;三维数值模拟破坏过程比二维破坏更为复杂;大理岩偏三点弯曲梁弹塑性损伤破坏数值模拟得到的结果与试验结果较为吻合,验证了新建细观尺度模型模拟岩石破坏问题的合理性。     

岩石宏细观弹塑性损伤破坏对比研究

为了考虑岩石内细观局部塑性变形,基于应变空间理论导出岩石弹塑性损伤增量本构方程,提出了在计算程序中用破坏单元网格消去法清晰模拟裂纹扩展的方法,解决了有限元模拟裂纹的难题,分别从宏观尺度和细观尺度研究了岩石Ⅰ型裂纹弹塑性损伤破坏问题.对比分析表明,宏观尺度研究Ⅰ型裂纹扩展符合断裂力学理论分析;细观尺度研究岩石破坏过程能深入解释细观破坏机理,岩石宏观破坏直接与其内部的细观损伤破坏有关;三维数值模拟破坏过程比二维破坏更为复杂;大理岩偏三点弯曲梁弹塑性损伤破坏数值模拟得到的结果与试验结果较为吻合,验证了新建细观尺度模型模拟岩石破坏问题的合理性.     

增量理论有限元解弹塑性问题的另一种方法

增量理论有限元是求解弹塑性问题的有效方法.对于每级荷载增量的取法,通常是将总荷载扣除弹性极限荷载后分成 n 级施加.本文介绍的山田法是在每级增量阶段内只让一个单元屈服,据此反推荷载增量,进而进行力学分析的方法.该法的最大特点是可利用电算来模拟加载试验过程.文中以平面问题为例介绍了山田法原理、计算步骤、程序框图及其算例.     

考虑黏弹塑性应变分离的岩石复合蠕变模型研究

依据不同偏应力下石灰岩循环加卸载蠕变试验数据提出和建立瞬时弹性体(IEB)、瞬时塑性体(IPB)、非线性黏弹性体(NVEB)和黏塑性体(VPB)分别用于描述瞬时弹性应变、瞬时塑性应变、非线性黏弹性应变和黏塑性应变,并将这四者串联,建立能够同时反映岩石加、卸载过程的复合蠕变模型.根据非线性流变理论推导岩石在一维、三维应力...     

小波变换在岩石测试中的应用

主要研究了小波变换在岩石超声波测试信号分析中的应用。通过对岩石超声信号的小波分析,提取岩石信号在小波变换下的不同尺度的细节,从而确定出了岩石的节理结构等所对应的信号小波变换细节特征,以及岩石信号在各个不同尺度下的差异,为小波变换在岩石测试中的应用奠定基础。     

厚壁圆筒弹塑性问题的工程应用解

利用Mises屈服条件,求出了厚壁圆筒弹塑性问题中的一种新解。关键在于β系数表达式的求出。导出β_L=2/((3+(r/b)~4)~(1/2),它是径向坐标r的函数。利用σ_θ-σ_r=β_Lσ_s和轴对称平衡方程联合求解,问题得到解决。