位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
一种模拟节理岩体破坏的新方法:单元劈裂法
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU457[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]上海大学土木工程系,上海200072
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50609013)
中文摘要:

在有限单元法中,三结点三角单元在几何上具有独特的优点,即当一条裂纹贯穿单元(单元劈裂)时,总有一结点位于裂纹的一侧,而另外两个结点位于裂纹的另一侧。位于一侧的两个结点与位于另外一侧的一个结点可以潜在地构成两个接触点对,从而可以利用这两个接触点对来推导劈裂单元的刚度矩阵,以再现裂纹面之间的接触和摩擦效应。利用该三角单元的几何特点,提出了单元劈裂法,用于模拟节理或其它裂纹的扩展问题。由于劈裂单元刚度矩阵与原三角单元享有共同的结点,因而在模拟裂纹扩展过程中无需为设置节理单元而改变原网格划分方案,这为节理扩展的数值模拟提供了很大方便,提高了计算效率。在劈裂单元刚度矩阵推导过程中,没有考虑单元劈裂后所形成两个块体自身的弹塑性变形,所以该方法只是一种近似方法。对相应试验进行了数值模拟,结果表明该方法是有效的。

英文摘要:

In the finite element method, the tri-node triangular element exhibits a geometrical characteristic, that is, when a fracture runs through it, one node is always located at one side of the fracture and another two nodes located at the other side. The former node can potentially construct two contact pairs with the latter two nodes. Through the two contact pairs is the stiffness matrix of the partitioned element derived to represent the contact and friction effect between interfaces of joint or fracture. Based on the advantage of this geometrical characteristic of triangular element, an element partition method (EPM) is developed to simulate the joint or fracture propagation of jointed rock mass. Due to the fact that the stiffness matrix of the partitioned element shares the common nodes of the corresponding intact triangular element, it doesn't need to modify the original mesh configuration for setting up the joint element. The fracture propagates in the manner of successive element partition. To represent the newly generated and pre-existing fractures, it is just to displace the stiffness matrix of original intact triangular element with that of the partitioned element. This makes the simulation of the fracture propagation highly convenient and efficient. However, the present method is only an approximate method for the elastic-plastic deformation of the two bodies generated by the element partition. By simulating an experiment of fracture propagation and coalescence, good agreement is found between the experimental and the simulated results, which suggests that the present method is validated and feasible.

同期刊论文项目
期刊论文 10 会议论文 1 著作 2
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 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,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(2004版),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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826