应力波作用下脆性材料破坏过程数值模拟

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1、－２？犬＜ｉｌ裡大爱ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹｆｉＳＳ士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ应力波作用下脆性材料破坏过程数值模拟学科专业作者姓名鱼象元指导教师张丞—彬—２０６答辩日期——１２卑——ａ硕士学位论文应力波作用下脆性材料破坏过程数值模拟ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＰｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅＦａｉｌｕｒｅｏｆＢｒｉｔｔｌｅＭａｔｅｒｉａｌｓｕｎｄｅｒＤｎａｍｉｃＬｏａｄｉｎｙｇ作者姓名：白象元

2、学禾斗、专业：岩土工程学号：２１２０６０１０指导教师：张永彬完成日期：２０１５年５月大嫂工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人

3、愿意承担相关法律责任。学位论文题如浪作＊＾１科狱片永减歡目：＞＾Ｔ作者签名：＾：７５年月：日日期大连理工大学硕士学位论文摘要、、随着国民经济的不断建设，地下工程防护工程矿产资源勘探开发等领域都得到了日益广泛的发展。岩石力学及裂纹扩展等特性的研究对这些工程的安全性和可靠性影响很大一。岩石是种非均勾性很强的准脆性材料，在动荷载作用下，当动荷载达到极限强度时，能量会瞬间释放导致岩石内部应力重新分布，进而诱使力学性质的劣化，使得岩石产生裂缝。在实际的工程中，岩石材料往往是在动荷载作用下，因此研宄岩石类材料的动力特

4、性及其在动荷载作用下的裂缝扩展特性尤为重要。目前对岩石类材料的研究手段主要包括：实验方法、解析方法和数值模拟等，其中数值模拟是对实验和理论分析的补充。数值模拟方法依靠计算机高速的计算能力与相对．低的成本逐渐被广大工程实践采纳。－Ｄ本文主要采用ＲＦＰＡ２Ｄｙｎａｍｉｃｓ软件对动荷载作用下岩石的力学特性及扩展特性．进行数值模拟研宄，完成以下主要内容：１．阅读相关文献，归纳概括了目前国内外学者对岩石材料在应力波作用下的研究现状。２－．运用岩石破裂过程分析软件ＲＦＰＡｄｙｎａｍｉｃｓ，对冲击应力波作用下岩石试件的破裂进行了数值模拟，

5、分析了荷载波形、均质度ｍ、模型试件宽度、网格单元尺寸效应对岩石试件勞裂的影响。３－．运用岩石破裂过程分析软件ＲＦＰＡｄｎａｍｉｃｓｙ，对应力波作用下含颗粒脆性材料的裂纹扩展过程进行了数值模拟，分析了软硬颗粒及双向荷载对裂纹扩展的影响。４－ｎａｍ．运用岩石破裂过程分析软件ＲＦＰＡｄｙｉｃｓ，对应力波作用下复合材料界面裂缝弯曲现象进行了数值模拟，分析了复合材料弹性模量及双向荷载对界面裂缝弯曲的影响。关键词－：岩石材料态荷载；数值模拟ＲＦＰＡ２ＤＤｎａｍｉｃｓ；动；ｙ；裂纹扩展－－Ｉ应力波作用下脆性材料破坏过程数值模拟

6、ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎａｔｉｏｎａｌｅｃｏｎｏｍｙ，ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｅｎｉｍｎｌｒｉｎｌｄｈａｖｌｎｄｎｅｅｒｉｎｉｅｒａｅｎｉｎｅｅａｎｄｍａｎｏｔｈｅｒｆｉｅｓｅｂｅｅｎｄｅｖｅｏｅｄｍｏｒｅａｍｇｇ，ｇｇｙｐｏｒｅｗｉｄｅｌｙ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｏｅｒｔｉｅｓａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｒｏａａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｈａｓａｐｐｐｐｇｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅ

7、ｏｎｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｒｏｃｋｉｓｏｆｓｔｒｏｎｇｈｅｔｅｒｏｅｎｅｉｔａｎｄｂｒｉｔｔｌｅ．ｇｙＵｎｄｅｒｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｉｎｇｔｈｅｅｎｅｒｗｉｌｌｒｅｌｅａｓｅａｎｄｌｅａｄｓｔｒｅｓｓｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｒｏｃｋ，ｇｙ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｃｋｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｈｅｎｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｓｔｒｅｎｇｔｈ

8、．Ｔｈｅｒｏｃｋｍａｔｅｒｉａｌ