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多裂纹扩展的扩展有限元法分析
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2014
  • 页码:263-272
  • 分类:TU457[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]河海大学工程力学系,南京210098
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51179063); 中央高校基本科研业务费(No.2011B03014)
  • 相关项目:高水压力作用下岩体水力劈裂的扩展有限单元法模拟
中文摘要:

建立了求解多裂纹扩展的扩展有限元法。引入裂纹交叉汇合加强函数以分析多裂纹交叉汇合过程;在裂纹附近区域使用广义形函数,并引入线增函数消除混合单元,可有效地提高裂纹附近的精度;用砂浆法(线段-线段接触法)结合增广型Lagrange乘子法处理裂纹段的接触条件,可以精确地模拟裂纹面约束,并方便地求解控制方程。算例分析了两方面内容:(1)计算交叉裂纹体的应力强度因子,结果表明提出的方法精度高;(2)模拟多裂纹扩展及交叉汇合过程,模拟的裂纹扩展路径与试验结果吻合得较好,表明了方法的可靠性。

英文摘要:

The extended finite element method of multiple crack growth is presented. The crack junction is analyzed using the junction enrichment function; the generalized nodal shape functions are used in a cluster of nodes around the cracks, a ramp function is used to avoid the blending element problem. These techniques can effectively improve the accuracy of stresses in the vicinity of crack. The mortar method(segment-to-segment contact approach) in combination with the augmented Larange method is adopted to establish the contact conditions between crack faces. Thus the contact is modeled precisely; and it is convenient to solve the control equations. Several numerical examples are analyzed as follows:(1) computing the stress intensity factors of the cross crack, the proposed method can obtain higher accuracy;(2) simulating the growth and coalescence of multiple cracks, the numerical results are good in agreement with the experiments; it shows the reliability of the present method.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 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,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:56873