岩石力学数字实验报告.doc

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1、岩石力学数值试验实验报告姓名：莫道兴学号：1008010062班级：采矿101班指导教师：左宇军老师同组人：许云飞辜巍实验名称：不同均质度对岩石力学性质影响的数据拉伸试验2013年5月16号一、实验目的1、通过对RFPA2D学习，知道RFPA2D基本使用方法；2、了解RFPA2D模拟试验的条件和RFPA2D的基本功能。二、实验原理RFPA2D是一种基于有限元应力分析和统计损伤理论的材料破裂过程分析数值计算方法，是一个能够模拟材料渐进破裂直至失稳全过程的数值试验工具。三、实验步骤如下;RFPA数值模型本模型拟采用尺寸为100X50mm的岩石试件模型。试件模型划分为100X50个单元。采

2、用平面应力模型。逐渐个加载过程采用位移控制的直接拉伸加载方式，即通过在试件端部施加位移实现拉伸加载，每步加载位移量S=-0.0004mm。操作步骤第一步，启动RFPA，新建模型建立存放的根目录第二步，划分网格，单击在弹出的窗口中设置模型的大小，单击确定第三步，得到材料图形第四步，施加荷载第五步，单击求解控制信息，设置条件如下：第六步，单击开始计算，最后得到曲线不再上升为止。四、数值试验结果（一）均质度m=1.5（1）应力—应变全曲线则应力—应变全曲线为：（2）强度应力最大值为3.40990e+001MPa，应变最大值为-0.07960m。（2）破坏模式材料的完整性与材料的宏观性质及破

3、坏模式的复杂性是其基元相互作用的结果，与构成材料基元其承载能力息息相关，不同完整性的基元抵抗外载的能力就存在不同差别，上述实验中，随着加载步数的增加，应力成线性正增加，应变成线性负增加，当加载到一定程度，应力应变不再增加，数值恒定不变。（二）均质度m=2（1）应力—应变全曲线则应力—应变全曲线为：（1）强度应力最大值为3.66616e+001MPa，应变最大值为-0.07960m。（2）破坏模式与上面结果一致。（三）均质度m=3（1）应力—应变全曲线则应力—应变全曲线为：（2）强度应力最大值为1.93156e+003MPa，应变最大值为-0.07960m。（3）破坏模式与上面结果一致

4、。（四）均质度m=5（1）应力—应变全曲线则应力—应变全曲线为：（1）强度应力最大值为5.01303e+001MPa，应变最大值为-0.09960m。（3）破坏模式与上面结果一致。（四）均质度m=10（1）应力—应变全曲线则应力—应变全曲线为：（1）强度应力最大值为5.36504e+001MPa，对应的应变值为-0.10560m。（2）破坏模式材料的完整性与材料的宏观性质及破坏模式的复杂性是其基元相互作用的结果，与构成材料基元其承载能力息息相关，不同完整性的基元抵抗外载的能力就存在不同差别，上述实验中，随着加载步数的增加，应力成线性正增加，应变成线性负增加，当加载到一定程度，应力急剧

5、下降。岩石力学实验心得同过对RFPA2D软件的应用让我们更好的对岩石力学的实验有了更深的认识，尽管在实验演练的过程中遇到了许多的困难，但在老师的耐心的指导下我们都能熟练的完成了实验的操作。岩石基本力学特性的实验研究，是岩石工程设计中的一项极为重要和基本的工作。岩石的力学特性不仅是定量评价岩体分类的主要依据，它也是工程岩体稳定性分析和工程设计必不可少的基础参数。在岩石力学教学中，岩石的拉、压、剪基本实验及岩石的破裂与失稳过程是一个重要的基本教学内容。由于岩石材料的非均匀性、非连续性，以及外载荷作用下微缺陷之间相互作用的复杂性，现有的解析方法尚缺少有效的手段对此过程进行研究，理论上很难对

6、岩石的破裂与失稳过程做准确的描述。因此，目前有关岩石破裂与失稳过程的研究，仍然主要依赖于现场观测和实验物理实验。现场观测对工程而言是非常必要的，但由于这种方法受到现场条件、人力、物力和人力的限制，很难在教学中得到充分利用；物理实验虽直观，但有关岩石破裂过程现象的复杂性，以及实验室观测手段、经费等条件限制，通常的岩石力学教学很难通过大量的物理实验向学生直观演示各种岩石变形、破坏的复杂现象。因此，数值试验方法可能补充常规的实验教学，达到岩石力学辅导学习的目的。利用计算机对岩石的变形与破裂过程进行数值试验，不仅具有通过性强、方便灵活、具有可重复性等特点，而且可以通过数值实验得到许多在常规实

7、验室中观测不到的重要信息。计算机拥有记忆功能的器件——存储器和强大的计算功能的器件——CPU，用它进行力学实验过程的模型可以避免加载能力不够、测量范围有限等问题。只要CPU的计算速度和内存足够大，计算机的计算范围是巨大的。特别适合复杂系统的描述，同时强大存储器件能够记录下计算对象每一个构成基元在任何时间内的信息，可以根据不同需要整理这些数据，并以图形、报表、和文字的形式反映出来，以满足理论分析、工程设计等需要。这个软件对于将来的各种问题都有很大程度上的帮助