岩体次级结构模拟的材料力方法及有限元实现与应用

摘要：

针对现有岩体次级结构模拟的等效方法和直接离散方法存在的缺点,从复合材料力学的角度出发,提出次级结构模拟的材料力方法.该方法中,岩石被看成基质,次级结构被看成夹杂.次级结构的力学效果以由本征应变产生的材料力得以体现.在分析计算弹塑性力学实质的基础上,以有限元方法为数值平台,通过提出双重网格法将材料力方法融合于弹塑性有限元分析中.与等效连续介质力学方法相比,材料力方法不仅可以考虑次级结构与岩石变形性质的差异,同时还可以考虑次级结构与岩石强度性质的差异;与直接离散的数值模拟方法相比,材料力方法的子域积分网格完全独立于有限元网格,因此它可降低分析域前处理离散的困难.另外,弹塑性有限元与材料力方法具有相同的实质--逐步求取本征应变引起的材料力.因此,材料力方法在保证原有有限元方程规模不变的前提下尽可能将额外计算开销极小化.2个算例表明材料力方法的有效性和可行性.

关键词：岩石力学、次级结构、材料力、有限元法、双重网格积分

所属期刊栏目：28

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973项目2009CB724604;国家自然科学基金重大研究计划项目90715041

在线出版日期：2010-01-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2184-2192