本文關(guān)鍵詞：巖石應(yīng)變軟化本構(gòu)模型建立及NR-AL法求解研究

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【摘要】：針對(duì)巖土工程材料應(yīng)變軟化問題及有限元對(duì)其數(shù)值計(jì)算時(shí)切線剛度矩陣負(fù)定造成求解困難的問題進(jìn)行研究。建立了基于Drucker-Prager(D-P)強(qiáng)度準(zhǔn)則的巖石彈塑性應(yīng)變軟化本構(gòu)模型,本構(gòu)積分算法采用一種完全隱式返回映射算法,它具有無(wú)條件穩(wěn)定和精確的特點(diǎn),詳細(xì)論述了如何進(jìn)行本構(gòu)模型的程序化求解;考慮弧長(zhǎng)法在判斷切線剛度矩陣正定性導(dǎo)致效率低的缺點(diǎn),在彈塑性增量有限元方程的迭代計(jì)算中嘗試采用Newton-Raphson法和arc-length法(NR-AL法)聯(lián)合迭代求解的思路,即在結(jié)構(gòu)未達(dá)到極限荷載前采用NR迭代法,而當(dāng)結(jié)構(gòu)接近極限荷載時(shí)轉(zhuǎn)換為AL法控制迭代,從而使結(jié)構(gòu)越過(guò)峰值點(diǎn)進(jìn)入軟化區(qū)直至破壞,NR-AL法汲取了2者迭代求解中具有的優(yōu)勢(shì);利用C++語(yǔ)言對(duì)所建應(yīng)變軟化模型的本構(gòu)求解和彈塑性增量有限元方程迭代求解過(guò)程給予程序?qū)崿F(xiàn),應(yīng)用所編程序進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,分析了D-P理想彈塑性模型、應(yīng)變軟化模型、應(yīng)變硬化模型計(jì)算的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的區(qū)別,同時(shí)將應(yīng)變軟化模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果表明:所建應(yīng)變軟化本構(gòu)模型可以較好地模擬巖石材料的峰后軟化特性,能夠揭示峰后應(yīng)變軟化特性和破壞機(jī)制,同時(shí)NR-AL法能夠求解由于應(yīng)變軟化造成的負(fù)剛度問題,也克服了單獨(dú)使用弧長(zhǎng)法時(shí)判斷切線剛度矩陣正定性效率低的缺點(diǎn)。
【作者單位】： 大連海事大學(xué)道路與橋梁工程研究所;大連海事大學(xué)遼寧省公路工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 應(yīng)變軟化 本構(gòu)模型 隱式返回映射算法 Newton-Raphson法 arc-length法 程序編制
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.51079010) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(No.2013YB03,No.3132013315) 大連市交通科技項(xiàng)目(No.2011-10) 吉林省交通廳交通運(yùn)輸科技項(xiàng)目(No.2012-1-6)
【分類號(hào)】：TU45
【正文快照】： 1引言在隧道、采礦等巖體工程的開挖中,若圍巖處于峰前變形階段,巖體一般處于穩(wěn)定狀態(tài),但當(dāng)圍巖處于峰后變形階段,則隨著變形的發(fā)展,巖體可能會(huì)失穩(wěn)破壞,巖石材料的峰后力學(xué)特性對(duì)巖體工程的安全性起著主導(dǎo)作用。在峰后變形階段,后繼屈服面隨塑性變形而變化,具有應(yīng)變軟化等特

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周應(yīng)華;周德培;封志軍;;三種紅層巖石常規(guī)三軸壓縮下的強(qiáng)度與變形特性研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2005年04期

2 李元齊,沈祖炎;弧長(zhǎng)法中初始荷載增量參數(shù)符號(hào)確定準(zhǔn)則的改進(jìn)[J];工程力學(xué);2001年03期

3 王軍祥;姜諳男;;完全隱式返回映射算法對(duì)巖土地基問題的求解[J];工程力學(xué);2013年08期

4 沈新普，岑章志，徐秉業(yè);彈脆塑性軟化本構(gòu)理論的特點(diǎn)及其數(shù)值計(jì)算[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1995年02期

5 趙啟林,牛海清,卓家壽;應(yīng)變軟化材料的幾個(gè)基本問題研究進(jìn)展[J];水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào);2001年03期

6 王兵,陳熾昭,張金榮;考慮巖石應(yīng)變軟化特性隧道的彈-塑性分析[J];鐵道學(xué)報(bào);1992年02期

7 竺潤(rùn)祥;派列希;;解非線性有限元問題的組合弧長(zhǎng)法[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1984年03期

8 張帆;盛謙;朱澤奇;張勇慧;;三峽花崗巖峰后力學(xué)特性及應(yīng)變軟化模型研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2008年S1期

9 周家文;徐衛(wèi)亞;李明衛(wèi);周先齊;石崇;;巖石應(yīng)變軟化模型在深埋隧洞數(shù)值分析中的應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年06期

10 王水林;王威;吳振君;;巖土材料峰值后區(qū)強(qiáng)度參數(shù)演化與應(yīng)力-應(yīng)變曲線關(guān)系研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年08期

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周海濤;靳向紅;吳金志;孟祥瑞;;大跨體育場(chǎng)罩棚結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J];河南城建學(xué)院學(xué)報(bào);2010年01期

2 羅先啟;葛修潤(rùn);車愛蘭;;等參逆變換法及其在地下廠房原始地應(yīng)力計(jì)算中的應(yīng)用[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);2008年02期

3 蔡朋;汪安全;汪斌;鄔愛清;;用能量準(zhǔn)則分析巖石應(yīng)力-應(yīng)變Ⅱ型全過(guò)程曲線的合理性[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);2010年03期

4 任放,盛謙;彈脆塑性理論與三峽工程船閘開挖數(shù)值模擬[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);1999年04期

5 李興民;韓建明;朱東生;連永慶;;滾石與橋墩碰撞的數(shù)值仿真分析[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年05期

6 史貴才;葛修潤(rùn);盧允德;;紅砂巖應(yīng)力脆性跌落系數(shù)的試驗(yàn)研究[J];常州工學(xué)院學(xué)報(bào);2007年06期

7 史貴才;葛修潤(rùn);盧允德;;脆塑性巖石應(yīng)力脆性跌落系數(shù)的試驗(yàn)研究[J];常州工學(xué)院學(xué)報(bào);2009年Z1期

8 聶冠軍;單業(yè)華;田野;喬彥波;;組構(gòu)數(shù)值模擬的原理及其在地學(xué)中的應(yīng)用[J];大地構(gòu)造與成礦學(xué);2012年01期

9 李春燕;胡紅;;針織混雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料T字梁準(zhǔn)靜態(tài)彎曲性質(zhì)和有限元模型模擬[J];東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

10 邵永松,張耀春,劉洪波;空腹楔形軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性分析[J];低溫建筑技術(shù);2003年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蔡波;呂存林;董山;;瓦斯壓力對(duì)煤體力學(xué)性質(zhì)的影響研究[A];2010全國(guó)采礦科學(xué)技術(shù)高峰論壇論文集[C];2010年

2 崔振山;劉國(guó)慶;許瑩;解國(guó)宏;;數(shù)值仿真技術(shù)在汽車安全部件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[A];第二屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

3 王旭東;付小敏;;蝕變巖在三向應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)及變形特性研究[A];第七屆全國(guó)MTS材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（一）[C];2007年

4 潘鵬志;馮夏庭;周輝;;脆塑性巖石單軸壓縮破壞過(guò)程的彈塑性細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型[A];可持續(xù)發(fā)展的中國(guó)交通——2005全國(guó)博士生學(xué)術(shù)論壇（交通運(yùn)輸工程學(xué)科）論文集（下冊(cè)）[C];2005年

5 林小偉;晏石林;王建軍;;深基坑開挖的計(jì)算機(jī)模擬及穩(wěn)定性分析[A];第八屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ卷）[C];1999年

6 張永勝;李雁英;;超長(zhǎng)混凝土框架結(jié)構(gòu)非線性有限元研究[A];第19屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊(cè)）[C];2010年

7 孔憲超;齊朝暉;宋慧濤;;有限元分析中約束處理的增廣法[A];第20屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2011年

8 李茂生;;有限元軟件與力學(xué)發(fā)展[A];第二屆全國(guó)力學(xué)史與方法論學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

9 齊慶新;毛德兵;王永秀;雷毅;;對(duì)建立“煤力學(xué)”的探討——煤巖單軸直接拉伸試驗(yàn)引發(fā)的思考[A];中國(guó)科協(xié)2004年學(xué)術(shù)年會(huì)第16分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2004年

10 齊慶新;毛德兵;王永秀;;沖擊礦壓的非線性非連續(xù)特征的模擬研究[A];中國(guó)科協(xié)2004年學(xué)術(shù)年會(huì)第16分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張忠;固體炸藥沖擊起爆的物質(zhì)點(diǎn)法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 王猛;煤礦深部開采巷道圍巖變形破壞特征試驗(yàn)研究及其控制技術(shù)[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2010年

3 徐玉勝;大能量強(qiáng)夯置換法處理深圳地區(qū)軟土地基的應(yīng)用研究[D];中國(guó)鐵道科學(xué)研究院;2009年

4 宋兵;樁側(cè)摩阻力特性的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

5 耿德旭;雙向主動(dòng)彎曲氣動(dòng)柔性關(guān)節(jié)及其在機(jī)械手中的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2011年

6 王宏偉;長(zhǎng)壁孤島工作面沖擊地壓機(jī)理及防沖技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2011年

7 曹東風(fēng);細(xì)觀特征對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料力學(xué)行為影響的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

8 李金柱;軟黏土地基大應(yīng)變流變固結(jié)特性研究[D];浙江大學(xué);2011年

9 張吉;高層建筑有限元計(jì)算軟件主要環(huán)節(jié)改進(jìn)研究[D];中國(guó)建筑科學(xué)研究院;2011年

10 萬(wàn)福磊;建筑結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌數(shù)值模擬方法研究[D];中國(guó)建筑科學(xué)研究院;2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王濤;大峪溝—三架嶺引水隧洞圍巖穩(wěn)定性分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

2 楊柯;船橋碰撞理論及橋墩防護(hù)裝置的研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2010年

3 王飛;漸開線齒廓滾壓成型半蜂窩波形條的理論研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

4 王凱;體外預(yù)應(yīng)力壓型鋼板與混凝土組合樓板受力性能研究[D];沈陽(yáng)建筑大學(xué);2011年

5 郭仲魁;擾動(dòng)狀態(tài)模型和擾動(dòng)有限元基本方程求解研究[D];沈陽(yáng)建筑大學(xué);2011年

6 牛少卿;長(zhǎng)壁開采三順槽圍巖控制理論技術(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2011年

7 黃玉強(qiáng);汽車座椅結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];吉林大學(xué);2011年

8 李熙銘;基于GPU的高性能有限元方法研究[D];吉林大學(xué);2011年

9 龔劍;巖體基本質(zhì)量與可爆性分級(jí)[D];武漢理工大學(xué);2011年

10 李勇廣;車身覆蓋件焊裝變形偏差數(shù)值分析[D];西華大學(xué);2011年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 方德平;汪浩;;考慮巖石脆—塑性過(guò)渡特性的地下洞室受力分析[J];地下空間;1991年01期

2 任放,盛謙;彈脆塑性理論與三峽工程船閘開挖數(shù)值模擬[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);1999年04期

3 牟春梅;桂林地區(qū)紅土礫石層的工程地質(zhì)特征及其應(yīng)用[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2003年02期

4 程強(qiáng),寇小兵,黃紹檳,周永江;中國(guó)紅層的分布及地質(zhì)環(huán)境特征[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2004年01期

5 殷躍平,胡瑞林;三峽庫(kù)區(qū)巴東組(T_2b)紫紅色泥巖工程地質(zhì)特征研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2004年02期

6 楊強(qiáng),楊曉君,陳新;基于D-P準(zhǔn)則的理想彈塑性本構(gòu)關(guān)系積分研究[J];工程力學(xué);2005年04期

7 黃速建;;非關(guān)聯(lián)彈塑性分析的初應(yīng)力法的收斂性研究[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);1987年04期

8 劉文政,徐秉業(yè);脆塑性厚壁殼體的穩(wěn)定條件[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);1989年01期

9 徐道遠(yuǎn);俞建榮;;混凝土軟化特性的數(shù)值模擬[J];河海大學(xué)學(xué)報(bào);1993年05期

10 郭中華,朱珍德,余湘娟,渠燕軍,張愛軍;灰?guī)r強(qiáng)度特性的三軸壓縮試驗(yàn)分析[J];河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 江權(quán);高地應(yīng)力下硬巖彈脆塑性劣化本構(gòu)模型與大型地下洞室群圍巖穩(wěn)定性分析[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2007年

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王水林;鄭宏;劉泉聲;郭明偉;葛修潤(rùn);;應(yīng)變軟化巖體分析原理及其應(yīng)用[J];巖土力學(xué);2014年03期

2 趙啟林,王景全,孫寶俊;考慮材料應(yīng)變軟化的彈塑性有限元解法研究[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2003年05期

3 劉杰民;;二元擾動(dòng)有限元法和應(yīng)變軟化材料的數(shù)值模擬[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年S1期

4 張強(qiáng);王水林;葛修潤(rùn);;圓形巷道圍巖應(yīng)變軟化彈塑性分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年05期

5 李兆霞;一個(gè)綜合模糊裂紋和損傷的混凝土應(yīng)變軟化本構(gòu)模型[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);1995年01期

6 姜諳男;;深部開挖圍巖非均勻破裂應(yīng)變軟化數(shù)值模擬[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

7 張淳源;應(yīng)變軟化混凝土內(nèi)蘊(yùn)時(shí)間非彈性本構(gòu)關(guān)系(英文)[J];湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào);1989年03期

8 張帆;盛謙;朱澤奇;張勇慧;;三峽花崗巖峰后力學(xué)特性及應(yīng)變軟化模型研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2008年S1期

9 殷有泉,張宏;模擬地震的應(yīng)變軟化的數(shù)學(xué)模型[J];地球物理學(xué)報(bào);1982年05期

10 嚴(yán)更，，丁方明;非局部應(yīng)變軟化破壞模型中的權(quán)函數(shù)[J];重慶建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào);1995年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 趙啟林;吳天壽;卓家壽;;考慮材料軟化特性的結(jié)構(gòu)分叉分析[A];第十屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅰ卷[C];2001年

2 黃磊;盧義玉;夏彬偉;賈亞杰;黃飛;;深埋軟弱巖層鉆孔圍巖應(yīng)變軟化彈塑性分析[A];《巖土力學(xué)》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

3 張崇厚;劉西拉;;多軸受壓狀態(tài)下混凝土的宏觀裂縫與應(yīng)變軟化行為[A];混凝土結(jié)構(gòu)基本理論及應(yīng)用第二屆學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集（第一卷）[C];1990年

4 郭瑞平;李廣信;阪上最一;;土應(yīng)變軟化性狀的彈塑性模擬[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第八屆土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1999年

5 徐嘉謨;;等距性斷裂形成條件和機(jī)理的研究[A];巖石力學(xué)在工程中的應(yīng)用——第二次全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1989年

6 朱煥春;李浩;O'Conner C;;脆性巖體的高應(yīng)力破壞與數(shù)值模擬[A];第九屆全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 鄭立寧;基于應(yīng)變軟化理論的順層邊坡失穩(wěn)機(jī)理及局部破壞范圍研究[D];西南交通大學(xué);2012年

2 王學(xué)濱;應(yīng)變軟化材料變形、破壞、穩(wěn)定性的理論及數(shù)值分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 符新軍;飽和粉土質(zhì)砂應(yīng)變軟化特性的試驗(yàn)研究[D];河海大學(xué);2006年

2 李正立;考慮損傷及應(yīng)變軟化特性的巷道圍巖變形破壞機(jī)理研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：892150