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基于水平集坐标的二维压剪节理动态扩展过程无网格法模拟研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]同济大学地下建筑与工程系,上海200092, [2]同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海200092, [3]成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(41130751); 长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT1029); 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金(SKLGP2012K016)
中文摘要:

发展能有效模拟岩体节理拉压破坏动态扩展过程的无网格模拟方法,构造岩体节理张开和闭合接触摩擦行为的无网格法近似函数,采用水平集坐标描述和捕捉节理在扩展过程中的几何信息。当节理张开时,引入断裂线,并采用衍射准则引入位移跳跃项。当节理闭合时,提出类似于Goodman接触摩擦单元的无网格近似函数构造方法,考虑节理面上、下两侧的相对滑动和法向接触。与Goodman单元或以往的无网格模拟不同,本文的接触方法基于材料点而非结点,并与水平集坐标更新算法结合,在处理节理模型生成和动态扩展后的模型更新上更灵活、简便,且具有通用性。通过测试拉剪、压剪破坏单节理和雁行节理的静态和动态破坏扩展过程的算例,验证了本文方法的正确性和有效性。

英文摘要:

The contract and frictional algorithms are developed in the meshless method,element-free Galerkin method for modelling 2D crack propagation in rock mass subjected to compressive and tensile loading conditions.Here,the level set method is used to describe the crack geometry.To capture the displacement jump across the joint when the join is open,the diffraction rule is used to modify the weight function;and hence construction of the discontinuous meshless approximation.The joint closure is modeled by a new meshless frictional sliding and contact algorithm,which is similar to the well known Goodman element in the family of finite elements to model the sliding and contact between joint surfaces.Different from Goodman element and former meshless methods,the construction of present method is based on the material points instead of the nodes,and thereby it performs better and is more flexible in model generation of a joint of complex geometry.The material points and nodes generation after joint propagation is based on the level sets functions which have a general form for arbitrary crack in 2D.A number of examples are tested to model the crack propagation in rock samples subjected to compression and tension showing the correctness of the method.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 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:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 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:75823