校果网 科技成果 脆塑性岩石破坏后区的力学特性研究

脆塑性岩石破坏后区的力学特性研究

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岩石是一种复杂的材料,研究其全过程曲线,特别是峰值后区特性,无论在理论上,还是在岩体工程的实践方面,它都具有重要意义。在研究土木、采矿等工程中复杂介质系统的非线性力学行为以及进行大型地下结构安全性评价时,对岩石的峰值后区特性的深入了解是十分重要的。

课题在大量试验的基础上,对大理岩、红砂岩和花岗岩等几种脆性比较明显的岩石进行了应力脆性跌落系数的理论研究。研究表明脆塑性岩石的脆性是相对的,随着围压的增大,岩石逐渐由脆性向延性转化;脆塑性岩石的应力脆性跌落在围压不大的情形下发生,其应力脆性跌落系数是围压的函数;并给出了大理岩和红砂岩的应力脆性跌落系数与围压的关系表达式。

课题建立了有限元三维非线性分析的面向对象模型。采用面向对象的程序设计语言Visual C++,嵌入Matlab数学库,利用其强大的矩阵运算功能,开发了运行于Windows xp/2000/NT操作系统的,适用于岩土工程二维和三维有限元分析的面向对象有限元分析软件EBPFEM。该软件能进行弹塑性或弹脆塑性有限元计算,能较好的模拟脆塑性岩石的力学性能,可以考虑开挖卸荷;程序中加入了节理单元,可以模拟岩体中的不连续面;程序中还纳入了无界单元,可以模拟岩土工程中经常涉及到的无限和半无限域问题。

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