彈脆性巖石損傷演化的細(xì)觀數(shù)值研究及工程應(yīng)用.pdf

1、巖石的力學(xué)行為是由其內(nèi)在的細(xì)觀結(jié)構(gòu)所決定的,大量細(xì)觀單元的強(qiáng)相互作用構(gòu)成了巖石宏觀試件復(fù)雜的力學(xué)性質(zhì)。因此,認(rèn)識宏觀試件復(fù)雜行為的有效方法是從細(xì)觀結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為研究開始,通過某種綜合性的方法,得到宏觀試件的總體力學(xué)行為。
　　本文在實(shí)驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上,建立了巖石細(xì)觀損傷演化的力學(xué)模型,利用格型有限元模型,將大量細(xì)觀單元的強(qiáng)相互作用反映到宏觀試件的力學(xué)行為。通過細(xì)觀單元微損傷的不可逆演化,反映了巖石試件應(yīng)變軟化的力學(xué)特征。<

2、br>　　作為上述原理的驗(yàn)證,本文首先模擬了二維平板在自適應(yīng)位移加載條件下,從點(diǎn)狀微損傷斑圖到宏觀貫通斷裂的不可逆的分形生長過程。其中的微損傷機(jī)制全部采用拉應(yīng)變準(zhǔn)則,數(shù)值程序是在ANSYS平臺上的參數(shù)化程序。數(shù)值模擬的巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線與實(shí)驗(yàn)室曲線具有同樣的特征,說明了細(xì)觀損傷模型的正確性。然后,模擬了巖石隧道破壞區(qū)的損傷演化過程,模擬結(jié)果與現(xiàn)場巖爆觀測事實(shí)非常一致。這說明了巖爆發(fā)生確實(shí)存在一個(gè)動(dòng)力學(xué)的演化過程,其孕育階段是可以通過數(shù)值模