有效空間中的損傷力學邊界元理論與應(yīng)用.pdf

1、雖然邊界元法已經(jīng)是一種成熟的數(shù)值方法，但由于損傷問題的局部性和非均勻性在邊界積分中的困難，導致如何將邊界元法應(yīng)用于損傷力學問題的分析一直沒有得到解決，因此鮮有損傷力學邊界元的報導。本文汲取了邊界元法的最新研究成果，對邊界元法做了較深入的討論，研究了邊界元法如何應(yīng)用于各向同性損傷力學問題，在有效空間避免了損傷問題的局部性和非均勻性的困難。以此為基礎(chǔ)，修正現(xiàn)有的邊界元程序，編寫了以各向同彈—塑性損傷力學為分析目的的三維邊界元程序，并將其應(yīng)用

2、于巖石損傷力學問題的分析，具體做了一下幾個方面的工作： 1.研究了多區(qū)域問題的邊界元法及其應(yīng)用，在單區(qū)域邊界元程序的基礎(chǔ)上，編寫了適用于多區(qū)域問題的彈性邊界元分析程序。 2.在忽略體積力的邊界元程序的基礎(chǔ)上，編寫了考慮體積力的彈性的邊界元分析程序，并將它應(yīng)用于洞室開挖的分析中。 3.改進了BEMECH，使其可以考慮反對稱問題。 4.研究了節(jié)理巖體的邊界元分析方法，分別計算了有/無節(jié)理的洞室開挖問題，并對兩

3、種情形進行了比較，分析了節(jié)理斷層對洞室開挖的影響。 5.推導了有效空間中的彈塑性損傷本構(gòu)方程，同時也推導有效空間中的邊界元系統(tǒng)方程，在應(yīng)變等效假定的前提下將兩者結(jié)合起來，得到了有效空間中的彈塑性損傷力學邊界元系統(tǒng)方程，詳細討論了系統(tǒng)方程的數(shù)值實現(xiàn)方法，經(jīng)過離散、積分后得到了矩陣形式的系統(tǒng)方程，然后詳細討論了系統(tǒng)方程的求解過程，編寫了有效空間的各向同性彈塑性損傷力學邊界元程序EPDBEM。 6.應(yīng)用有效空間的各向同性損傷力

4、學邊界元分析程序EPDBEM，分別對有/無節(jié)理的洞室開挖問題進行了彈塑性損傷分析，同時也進行了彈性分析和常規(guī)彈塑性分析，并對三種分析結(jié)果進行了比較。 7.編寫了適用于二次開挖問題的邊界元程序，應(yīng)用邊界元法分析大規(guī)模礦山開挖問題，討論了二次開挖對大規(guī)模礦層的影響；得出：二次開挖對礦層的閉合區(qū)域有較大的影響，而對礦層區(qū)域的應(yīng)力分布影響較小。 8.研究了脆性損傷力學邊界元法，編寫了脆性損傷邊界元的分析程序，并應(yīng)用到礦山開采問題