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摘要
工程节理岩体中含有大量内置裂隙,裂隙的扩展对岩体稳定性有重要影响。节理扩展后的网格处理和断裂准则一直是有限元模拟此类问题的难点。为了研究剪应力作用下内嵌裂纹的扩展规律,本文应用三维单元劈裂法对这一问题进行数值模拟研究。单元劈裂法可以避免裂纹扩展时需要网格重构的麻烦;同时本构采用增强虚内键模型(AVIB),直接将材料的损伤断裂准则嵌入到本构方程,无需额外的断裂准则。对不同法向应力下内嵌裂纹在剪应力下的扩展规律进行了数值试验,模拟结果表明,根据法向应力的大小,内嵌裂纹的扩展模式分为3类:(1)低法向应力时,裂纹以剪切破坏模式扩展;(2)在中等法向应力情况下,裂纹以压剪混合模式扩展;(3)在高法向应力作用下裂纹的扩展类似于单轴压缩破坏。随着法向应力的增加,剪应力对裂纹扩展的影响作用减弱,裂纹体的强度先增加后减小。
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