基于单元破裂的岩石裂纹扩展模拟方法

作者：王杰; 李世海; 张青波

来源：力学学报, 2014, (01): 105-118.

• 连续-非连续
• 单元破裂
• 裂纹扩展
• 岩石破坏 continuous-discontinuous
• element fracture
• crack propagation
• rock failure

传统离散元方法在处理破裂问题时,采用界面上的准则进行判断,裂纹只能沿着单元边界扩展.当物理问题存在宏观或微观裂隙时,在界面上应用准则具有其合理性;而裂纹沿着单元边界扩展,使得裂纹路径受网格影响较大,扩展方向受到限制.针对上述情况,可以基于单元破裂的方式,构建连续-非连续单元法,并应用于岩石裂纹扩展问题的模拟.该方法在连续计算时,将单元离散为具有物理意义的弹簧系统,在局部坐标系下由弹簧特征长度、面积求解单元变形和应力,通过更新局部坐标系和弹簧特征量,可进一步计算块体大位移、大转动,连续问题计算结果与有限元一致,同时提高了计算效率.在此基础上,引入最大拉应力与莫尔-库伦的复合准则,判断单元破裂状态...

• 单位
  铁道第三勘察设计院集团有限公司; 中国科学院力学研究所