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岩石宏细观弹塑性损伤破坏对比研究
  • ISSN号:1673-5005
  • 期刊名称:《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TD853.34[矿业工程—金属矿开采;矿业工程—矿山开采]
  • 作者机构:[1]河海大学工程力学系,江苏南京210098, [2]中国石油大学储运与建筑工程学院,山东东营257061
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50379004)
中文摘要:

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。

英文摘要:

In order to consider local plastic deformation with a mesoscopic view in rocks, an elasto-plastic damage constitutive model based on incremental theory was deduced in strain space, and the failure elements deleting method was used to simulate crack propagation in program so as to explicitly show how the cracks extend in rocks, The elasto-plastic damage and failure problem of mode I crack was studied at macro-scale level and meso-scale level respectively. The comparison in-dicates that the mode I crack extending accords with the theory of fracture mechanics at macro-scale level. The study on failure process of rocks at meso-scale level can explain meso-failure mechanism. And rock's macro failure was directly con- nected with meso damage and failure. The rock's failure process of 3-D numerical simulation was more complicated than that of 2-D simulation. The simulated result of marble's elasto-plastic damage failure agrees well with the experimental result of three point bending beam of marble, which proves that the meso-scale level model was suitable to simulate problems of rock's failure.

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期刊信息
  • 《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中国石油大学(华东)
  • 主编:袁静(执行)
  • 地址:山东省东营市北二路271号
  • 邮编:257061
  • 邮箱:journal@upc.edu.cn
  • 电话:0546-83922495 86983262
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-5005
  • 国内统一刊号:ISSN:37-1441/TE
  • 邮发代号:24-273
  • 获奖情况:
  • 本刊1996年以来历届山东省优秀期刊奖,曾荣获1999年全国高校学报优秀期刊二等奖,2001年...,2012年获教育部第四届中国高校精品科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9288