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《基于連續(xù)介質(zhì)力學的塊體單元離散彈簧法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第29卷增1巖石力學與工程學報Vol.29Supp.12010年5月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMay，2010基于連續(xù)介質(zhì)力學的塊體單元離散彈簧法研究111，2馮春，李世海，姚再興(1.中國科學院力學研究所，北京100190；2.遼寧工程技術(shù)大學力學與工程學院，遼寧阜新123000)摘要：提出一種基于連續(xù)介質(zhì)力學的塊體單元離散彈簧法，并將其應(yīng)用于地質(zhì)體漸進破壞過程的數(shù)值模擬研究。該方法以連續(xù)介質(zhì)力學的基本理論為基礎(chǔ)，以八節(jié)點正六面體單元為
2、離散對象，根據(jù)有限元的形函數(shù)理論及正六面體單元剛度矩陣的具體表達式，將正六面體單元離散成為12根棱彈簧，并推導各彈簧的彈簧力計算公式，給出各彈簧的彈簧力分量的物理意義、對應(yīng)的彈簧剛度及相關(guān)聯(lián)的位移。在彈性部分的計算結(jié)果與傳統(tǒng)的有限元計算結(jié)果一致的基礎(chǔ)上，在彈簧中引入Mohr-Coulomb準則及拉伸破壞準則，進行彈簧破壞的判斷。如果塊體內(nèi)的彈簧全部斷裂，便將其視為散體。在判斷破壞時采用雙重判斷模式，塊體單元的判斷主要用于選取彈簧潛在的破壞面，離散彈簧的判斷用于計算彈簧上的真實彈簧力。最后，通過相關(guān)
3、算例驗證引入破壞準則后所得計算結(jié)果的合理性。塊體單元離散彈簧法的實質(zhì)是通過12根離散彈簧將單元轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)，因此可以通過分析各彈簧的斷裂情況研究塊體的內(nèi)部破壞特征，更可以通過各彈簧的先后斷裂過程來研究地質(zhì)體的漸進破壞過程。關(guān)鍵詞：數(shù)值計算；地質(zhì)體；連續(xù)介質(zhì)力學；彈簧剛度；漸進破壞中圖分類號：O241文獻標識碼：A文章編號：1000–6915(2010)增1–2690–15STUDYOFBLOCK-DISCRETE-SPRINGMETHODBASEDONCONTINUUMMECHANICS111，2F
4、ENGChun，LIShihai，YAOZaixing(1.InstituteofMechanics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China；2.SchoolofMechanicsandEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，F(xiàn)uxin，Liaoning123000，China)Abstract：Ablock-discrete-springmethodbasedoncontinuummechanicsispr
5、esentedandthismethodwouldbeappliedtosimulatetheprogressivefailureofgeologicalbody.Thetheoreticalbasisofthisapproachiscontinuummechanicsandthediscreteobjectisregularhexahedronwith8nodes.AccordingtoshapefunctiontheoryofFEMandelementstiffnessmatrixofregu
6、larhexahedron，12edgespringsareobtained，andtheformula，springstiffness，relateddisplacementandphysicalmeaningofeachspringarepresented.TheelasticresultachievedwiththismethodisthesameasthatoftraditionalFEM，andonthisbasis，Mohr-Coulombcriterionandtensilecrit
7、erionareintroducedtocalculatethefailureofspring.Ifallspringsintheblockarebroken，theblockistreatedasparticles.Doublejudgementmodelisadoptedtoestimatethefailureofblock.Thepurposeofblockfailurejudgementistochoosethepotentialfailureplaneforsprings，whilesp
8、ringfailurejudgementisusedtocalculatetherealspringforce.Finally，therationalityofthefailureresultcalculatedbyblock-discrete-springmethodisapprovedbysomecases.Theessenceofblock-discrete-springmethodistotransfertheelementofthetraditionalFEMtostru
