浅论工程岩体弹塑性破裂过程数值模拟研究

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1、大连理工大学硕士学位论文工程岩体弹塑性破裂过程数值模拟研究姓名：肖丽萍申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：栾茂田;宋力20040301大连理工大学硕士学位论文摘要工程岩体弹塑性破裂过程数值模拟研究专业：岩土工程硕士：肖丽萍指导教师：栾茂田教授宋力教授摘要二r程岩体作为岩石工程的基本建筑材料和岩体结构的颦础或环境，从力学l看，与其它工程材料的主要差别在于它的不连续性、不均匀性和多裂隙性，因此，造成了试验窒获得的有关岩石试样的力学性能、参数和破坏规律不能直接应刚于T程岩体。本文着重考虑工程岩体的非连续性、非均质性和多裂隙性，运用弹塑性理论发展了岩体破裂过程非线性数值

2、方法，开发研制集网格生成、数值计算和相关图形生成于一体非均质材料弹塑性破裂过程数值模拟程序，并以此为基础对岩石试样、巷道、矿柱等工程岩体弹塑性破裂过程进行了数值模拟，同时通过数值计算具体分析了侧向压力、孔洞形状、材料非均质性等凶素对岩块极限承载力的影响。关键词：工程岩体：弹塑性破裂：岩石试样：数值模拟工程岩体弹塑性破裂过程的数值模拟研究向同性的假设出发，而没有考虑材料的非均质性。而试验和工程实践均表明岩石类材料的非均匀性对材料的破坏机理的影响是非常明显的。在实际工鋈譬蠢霉莺霎雾羹蠹妻霎薹妄；曩墓薹叠瞪羹徨誉雾蒿醚姜：鋈型虱引斟夸i。争幕一缎矬‰器彰涮誊誊龟蔬掣斋型甚婴

3、；赠第一型F禹星拶岛鞫醣％堤凳镳鼬≥竹蜃恩i攀嚣譬。甫※嚣罐僻％翟i化的基础上，实现整个物流系统管理的电子化，进入以网络技术和电子商务为代表的信息化时代。同时，随着现代物流全球化、信息化、一体化趋势的加强，形成了物流企业与信息产业相互依存、相互促进的发展局面。现代物流企业对互联网、EDr和电子商务产生了巨大的需求，为这些行业的发展提供了经济动力，加速了这些行业的基础设施建设，成为城市信息化的重大应用领域。[71物流企业竞争能力的提高有利于发展电子商务，提高国民经济和社会信息化水平。电子商务是当代贸易发展的最新趋势，现代物流配送是与电子商务相配套的重要服务领域，物流企业

4、的现代化是电子商务进一步发展的重要基础。实行专业化、社会化的物流配送，需要大量运用信息网络技术，对物资的储存、配送和信息处理等进行现代化管理，也将促进信息产业的发展。以天津市为例，其陶瓷批发市场建成后新增固定电话400多部，手机400多部，电信部门每年约可增加收入1000多万元人民币；在如摩托罗拉公司委托中外运华北空运天津公司的以运输为主的物流服务，已连续合作了7年之久，其服务要求之一就是摩托罗拉公司与中外运业务人员、天津机场、北京机场两个办事处及双方有关负责人保证24小时通讯畅通。13】天津海关远期正在着手EDI电子数据报关工程，这将极大改善通关服务水平，有利于促进

5、物流企业竞争能力的提高：同时现代物流发展后要求EDI系统推广普及，又会拉动信息业的发展，它们是互相促进的。b．对商业有巨大的推动作用物流配送的出现是市场经济发展到一定阶段的重要标志。物流配送是流通领域的新型营销方式发展的需要，它对改变传统零售业态、促进社会消费品零售额增长等具有重要的意义。发展商业物流配送对于提高商业系统竞争力具有积极的作用。首先，发展商业配送提高了商业网点的经营质量。传统零售网点的经营定位、经营品种及经营理念、方式，已经不适应市场经济发展及人民群众的消费需求。改变传统营销方式就要从经营结构和经营形式入手。商业连锁经营形式的出现，特别是各类超市、专卖店

6、、专业店、便利店的出现，从根本上促进了零售业经营方式的升级抉代，引导了消费，形成新的消费理念；pl其次，物流配送中心的建立可以有效推动连锁经营。"x工程岩体弹塑性破裂过程的数值模拟研，宄2基本原理与基本研究方法岩石塑性力学与传统塑性力学的区别在于岩石材料与金属材料具有不同的力学特性。金属是晶体材料，而岩石是非均匀、多裂隙、各向异性的材料。岩石介质的特性决定了其破坏规律和破坏机理与金属材料完全4i同，因此要采用不同于金属的屈服准则。蒙特卡洛(Montecarlo)方法是一种根据已知密度函数，利用均匀随机数来求随机变量的方法。计算机模拟是一种数值模拟，它的通用性强，可以模

7、拟各种系统，而且便于修改，能反复进行实验。2．1塑性力学基本理论岩石宙很多独特的性质：近地表的岩石是脆性的，而深部的崭石在高温商压条件下变得有延性：岩石远比金属材料不均匀；岩石通常在压应力作用下工作等等。塑性数学理论的内容是对表现出弹塑性材料的应力应变关系加以数学上的描述。所谓塑性特性是用既不依赖于时间又不可恢复的应变来描述的。下面三条要求是模拟弹塑性变形理论所必需的。l、必须用显示关系来描述弹性条件下——即未出现塑性变形时的应力和应变关系：2、要建立一个屈服准则，以此来说明当应力达到多大时，才开始出现塑性流动产生永久变形；3、必须研究蕊服后状态的应