基于四维离散数值方法的岩石圆环试样动态破坏及耗能规律

作者：张奔; 赵高峰^*

来源：土木与环境工程学报中英文, 2019, 41(02): 20-28.

• 四维离散弹簧元法
• 岩石圆环
• 耗能
• 变形

利用最新提出的四维离散弹簧元法(4D-LSM)对岩石圆环的动态抗变形及耗能特性进行研究。首先对4D-LSM用于描述岩石圆环试样破坏的适用性进行了验证,发现4D-LSM可以较好地再现岩石试样的孔径比与破坏形态和强度间的影响规律。在此基础上,对孔隙率、非均质性、厚径比等因素与抗变形及耗能间的规律进行研究,得到了对应的数学公式。利用4D-LSM模拟大变形方面的优势,发现当岩石材料的变形抵抗能力较大时,岩石圆环将表现出与传统仅考虑小变形情况下实验和数值计算不同的破坏形态,岩石圆环的材料抗拉强度与抗变形能力也分别呈现非线性关系。通过建立圆环阵列模型,研究了由多个岩环构成的组合结构的抗变形和能量抵抗能力以及对应的破坏形态。结果表明,组合结构中的圆环单元与单圆环受力的破裂形态有所不同,但单圆环的抗变形及耗能规律仍适用于岩环阵列结构的分析。

• 单位
  建筑工程学院; 天津大学