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一种基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法技术

技术编号:46095961 阅读:7 留言:0更新日期:2025-08-12 18:15
本发明专利技术公开了一种基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法,方法包括:基于岩石信息构建初始仿真模型并初始化,得到岩体仿真模型;基于岩体仿真模型和近场动力学生成若干物质点,根据近场动力学非局部微分算子理论构造近场动力学应力求解模型;使用小变形假定得到近场动力学非局部力密度,更新近场动力学非局部力密度;在非局部力密度基础上,引入非线性岩石材料本构力函数,得到岩石类材料非线性本构力;构建基于抗压强度、抗拉强度及摩尔‑库伦的近场动力学岩石判别准则;对近场动力学非局部力密度进行监督,当满足判别准则时,计算岩石类材料非线性本构力,基于岩石类材料非线性本构力评估物质点之间键的压拉和剪切损伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩石力学及材料科学,具体涉及一种基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法


技术介绍

1、岩石作为一种脆性材料,其内部通常存在多种形式的微裂纹。在特定的荷载条件下,这些微裂纹可能会扩展并最终形成宏观裂纹,从而导致岩体强度降低。岩石裂纹的萌生、扩展及贯通机理是国内外学者长期研究的重点。然而,传统的理论手段在探究裂纹扩展机理时往往需要进行大量简化,且实验周期长、成本高、实验条件不易控制。因此,随着计算机技术的快速发展,数值模拟手段逐渐成为研究岩石破坏问题的重要工具。目前,有限元法、离散元法和分子动力学等数值模拟方法在岩石破坏研究中取得了一定成效。然而,有限元法在模拟裂纹扩展时面临尖端奇异性问题,离散元法在模拟时无法有效反映材料的连续变化特性,而分子动力学则难以处理大规模的岩石材料。因此,亟需一种新的方法来克服这些传统方法的不足。

2、采用非局部作用来描述材料力学特性的近场动力学方法通过积分方程建立平衡关系,不含位移微分形式够有效避免方法中所遇到的裂隙尖端难处理等问题。目前键基近场动力学不涉及应力应变等数值微分理念,非本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法,其特征在于,所述岩体的几何形状包括岩体的宽度和长度;所述模拟材料属性包括弹性模量、泊松比、非均匀参数、抗压强度、抗拉强度、粘聚力、内摩擦角、裂纹位置、裂纹数量、裂缝角度和裂隙间距。

3.根据权利要求1所述的基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法,其特征在于,所述步骤S3中,所述近场动力学非局部微分算子理论的二维表达式为:

4.根据权利要求3所述的基于近场动...

【技术特征摘要】

1.一种基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法,其特征在于,所述岩体的几何形状包括岩体的宽度和长度;所述模拟材料属性包括弹性模量、泊松比、非均匀参数、抗压强度、抗拉强度、粘聚力、内摩擦角、裂纹位置、裂纹数量、裂缝角度和裂隙间距。

3.根据权利要求1所述的基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法,其特征在于,所述步骤s3中,所述近场动力学非局部微分算子理论的二维表达式为:

4.根据权利要求3所述的基于近场动力学本构模型模拟岩石类材料剪切破坏的损伤评估方法,其特征在于,所述步骤s3中,所述近场动力学应力求解模型的内容具体包括:

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【专利技术属性】
技术研发人员:马鹏飞袁超刘峻峰李树忱王修伟王宇欣
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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