本文關(guān)鍵詞：三軸壓縮條件下三維裂紋起裂、擴(kuò)展和連接過程的廣義粒子動力學(xué)（GPD）數(shù)值模擬

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【摘要】：自然界中的巖石是一種受到不同程度損傷的材料,通常含有裂隙等缺陷。原生裂隙的起裂、擴(kuò)展和連接以及巖體的破壞規(guī)律是研究巖體工程失穩(wěn)和破壞的基礎(chǔ)。近年來,研究三維裂隙的起裂、擴(kuò)展和連接以及巖體的破壞機(jī)理已經(jīng)成為裂隙巖體領(lǐng)域的重要課題。由于實(shí)際工程中巖體通常處于三向應(yīng)力狀態(tài),對三軸加載條件下裂隙巖體的破裂過程、擴(kuò)展機(jī)理和強(qiáng)度規(guī)律仍需進(jìn)一步研究。因此,研究裂隙巖體在三軸壓縮條件下的裂紋的起裂、擴(kuò)展和連接以及巖體的強(qiáng)度規(guī)律是十分重要的。在真實(shí)巖石材料中預(yù)制三維裂紋且觀測其內(nèi)部裂紋的起裂和擴(kuò)展是非常困難的。一些學(xué)者采用透明有機(jī)玻璃材料(PMMA)作為巖石的相似材料,在低溫冷凍條件下進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn),觀測到了三維裂紋的起裂、擴(kuò)展和連接規(guī)律。本文主要基于數(shù)值模擬,采用廣義粒子動力學(xué)(GPD)方法對三維多裂隙有機(jī)玻璃(PMMA)試件進(jìn)行單軸壓縮、常規(guī)三軸壓縮、真三軸壓縮下的破壞行為研究,主要研究工作如下:(1)通過廣義粒子動力學(xué)方法揭示了單軸壓縮下三維多裂隙有機(jī)玻璃試件中裂紋的起裂、擴(kuò)展和連接機(jī)理,分析了非重疊長度對試件中裂紋起裂、擴(kuò)展和連接的影響,以及對試件破壞強(qiáng)度的影響;(2)通過廣義粒子動力學(xué)方法揭示了常規(guī)三軸壓縮下三維多裂隙有機(jī)玻璃試件裂紋的起裂、擴(kuò)展和連接機(jī)理,分析了圍壓對試件裂紋起裂、擴(kuò)展和連接以及試件破壞強(qiáng)度的影響;隨著圍壓的增加,試件起裂應(yīng)力、峰值應(yīng)力逐漸增加。(3)通過廣義粒子動力學(xué)方法揭示了真三軸壓縮下三維多裂隙有機(jī)玻璃試件裂紋的起裂、擴(kuò)展和連接機(jī)理,分析了中間主應(yīng)力對試件裂紋起裂、擴(kuò)展和連接以及試件破壞強(qiáng)度的影響;隨著中間主應(yīng)力的增加,試件起裂應(yīng)力、峰值應(yīng)力逐漸增加;試件殘余強(qiáng)度呈增加趨勢。盡管中間主應(yīng)力的數(shù)值模擬范圍尚未達(dá)到σ_2=σ_1,但隨著中間主應(yīng)力的增大,峰值應(yīng)力先增大而后減小的趨勢已經(jīng)出現(xiàn)。(4)通過廣義粒子動力學(xué)方法揭示了常規(guī)三軸壓縮下、真三軸壓縮下非重疊長度對三維多裂隙有機(jī)玻璃試件中裂紋擴(kuò)展和連接以及試件破壞強(qiáng)度的影響。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45

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本文編號：1252794