非均質(zhì)彈脆塑性煤巖材料破壞的SPH程序?qū)崿F(xiàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、巖石材料是一種典型的非均質(zhì)材料，具有諸如彈性、脆性、塑性、粘性以及上述性質(zhì)的組合形式等等，這構(gòu)成了巖石材料的復(fù)雜性。在巖石力學(xué)計(jì)算方法發(fā)展較快的今天，引入新的計(jì)算方法來(lái)考察巖石的各種特性，具有較好的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首次引入了光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（SPH）方法來(lái)計(jì)算非均質(zhì)煤巖材料的受力變形規(guī)律，利用Fortran語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了SPH求解固體力學(xué)問(wèn)題的程序，進(jìn)行彈性材料加載數(shù)值試驗(yàn)及非均質(zhì)彈脆塑性巖石力學(xué)數(shù)值試驗(yàn)。主要完成了以

2、下內(nèi)容：
　?。?）利用SPH方法進(jìn)行了靜態(tài)壓縮試驗(yàn)的穩(wěn)定性和可靠性研究。論文研究了SPH方法求解靜態(tài)壓縮問(wèn)題的收斂性，提出了程序收斂的步長(zhǎng)公式及考察指標(biāo)。通過(guò)與彈性解析解對(duì)比，SPH方法應(yīng)用于靜態(tài)加載問(wèn)題的時(shí)候穩(wěn)定性和可靠性較好；提出了加快SPH方法彈性階段計(jì)算速度的方法，即在彈性階段小變形情況下不重復(fù)進(jìn)行粒子搜索，計(jì)算速度得到了顯著提高，同時(shí)計(jì)算結(jié)果與不采用加快計(jì)算速度方法一樣。
　　（2）進(jìn)行了SPH框架下提高邊界精度

3、的設(shè)置方法的研究。改進(jìn)的邊界條件設(shè)置方法在固體力學(xué)靜態(tài)加載數(shù)值試驗(yàn)中效果優(yōu)于基本邊界條件（EssentialBoundaryConditions）和傳統(tǒng)型邊界條件（TraditionalBoundaryConditions）。
　?。?）基于SPH方法的非均質(zhì)彈脆塑性巖石類材料數(shù)值模型及其破壞的模擬研究。本文對(duì)屈服強(qiáng)度非均質(zhì)滿足Weibull分布的材料受壓情況下的破壞規(guī)律進(jìn)行了研究，展現(xiàn)了單向加載情況下巖石從細(xì)觀破壞、塑性區(qū)沿近似