本文在混合高階DDA框架下,通過(guò)深度研發(fā)和創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了對(duì)電液伺服試驗(yàn)機(jī)的閉路循環(huán)控制機(jī)制的數(shù)值模擬,建立了能夠開(kāi)展巖石材料承載、變形和破壞機(jī)制模擬的數(shù)值試驗(yàn)方法并對(duì)巖石材料的單軸力學(xué)特性開(kāi)展了數(shù)值試驗(yàn)研究。論文首先簡(jiǎn)要介紹了巖石基本力學(xué)特性的研究手段及力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展歷程;并對(duì)數(shù)值試驗(yàn)的既有研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。然后,重點(diǎn)介紹了伺服控制原理和在混合高階DDA方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了對(duì)伺服控制加載技術(shù)的模擬。之后,以可解析求解的雙塊體接觸模型案例驗(yàn)證了程序的正確性和可行性。進(jìn)一步地,通過(guò)電鏡掃描和圖像識(shí)別建立了實(shí)際巖樣的數(shù)值試驗(yàn)?zāi)Ｐ?真實(shí)反映了巖石材料內(nèi)部的礦物顆粒組成和接觸特征。對(duì)數(shù)值試樣模擬單軸強(qiáng)度試驗(yàn),所得結(jié)果與室內(nèi)單軸試驗(yàn)吻和較好,為建立巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)響應(yīng)之間的聯(lián)系提供了新的研究手段,具體成果如下:（1）推導(dǎo)了混合高階DDA方法的各子矩陣基本公式,闡明了混合高階位移模式下所涉及的單純形積分、初應(yīng)力傳遞、接觸三大問(wèn)題。（2）采用C語(yǔ)言對(duì)DDA源程序進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),加入伺服控制系統(tǒng)程序,利用簡(jiǎn)單的兩塊體接觸模型加以驗(yàn)證,所得結(jié)果合理有效。（3）借助電鏡掃描技術(shù)進(jìn)行構(gòu)巖礦物成分... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)江科學(xué)院湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的
    1.2 巖石力學(xué)特性的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖石力學(xué)特性的研究背景
        1.2.2 巖石試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展過(guò)程
        1.2.3 物理試驗(yàn)的局限性
    1.3 數(shù)值試驗(yàn)的意義
        1.3.1 DEM數(shù)值試驗(yàn)
        1.3.2 FEM數(shù)值試驗(yàn)
        1.3.3 其他數(shù)值試驗(yàn)
        1.3.4 DDA數(shù)值試驗(yàn)
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及思路
第二章 混合高階DDA基本理論
    2.1 基本公式推導(dǎo)
        2.1.1 塊體位移函數(shù)
        2.1.2 聯(lián)立方程式
        2.1.3 彈性子矩陣
        2.1.4 初應(yīng)力
        2.1.5 點(diǎn)荷載
        2.1.6 線荷載
        2.1.7 體荷載
        2.1.8 錨桿連接
        2.1.9 慣性力
        2.1.10 接觸彈簧子矩陣
        2.1.11 摩擦力子矩陣
    2.2 高階DDA中需要考慮的幾個(gè)特殊問(wèn)題
        2.2.1 單純形積分遞推公式
        2.2.2 初應(yīng)力問(wèn)題
        2.2.3 邊界細(xì)化及接觸處理
    2.3 方程組求解
    2.4 數(shù)值試驗(yàn)系統(tǒng)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 伺服控制的基本原理及程序?qū)崿F(xiàn)
    3.1 伺服控制的基本原理
        3.1.1 MTS伺服反饋控制系統(tǒng)介紹
        3.1.2 伺服控制的本質(zhì)
    3.2 伺服控制的程序?qū)崿F(xiàn)
        3.2.1 主程序流程及算法思想
        3.2.2 伺服控制系統(tǒng)
    3.3 對(duì)伺服控制系統(tǒng)的驗(yàn)證
        3.3.1 兩塊體模型
        3.3.2 解析解推導(dǎo)
        3.3.3 計(jì)算結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 巖石細(xì)觀數(shù)值試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建
    4.1 引言
    4.2 圖像處理及塊體細(xì)分
        4.2.1 樣本的電鏡掃描
        4.2.2 樣本的二維重構(gòu)
        4.2.3 將塊體幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行ANSYS細(xì)分
    4.3 試樣制備
        4.3.1 ANSYS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化DDA塊體
        4.3.2 節(jié)理線材料屬性
        4.3.3 塊體材料屬性
        4.3.4 結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 伺服數(shù)值試驗(yàn)
    5.1 齊熱水電站花崗巖力學(xué)特征分析
        5.1.1 天然狀態(tài)下花崗巖基本力學(xué)特征分析
        5.1.2 花崗巖加載破壞機(jī)理的微細(xì)觀試驗(yàn)結(jié)果
    5.3 巖樣破壞形態(tài)
    5.4 巖樣變形特性
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲波振動(dòng)下非均勻巖石損傷過(guò)程數(shù)值模擬與試驗(yàn)[J]. 尹崧宇,趙大軍,周宇,趙博.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2017(02)
[2]一種改進(jìn)的二維DDA接觸查找方法[J]. 余鵬程,張迎賓,趙興權(quán),黃小福.  巖土力學(xué). 2017(03)
[3]巖石類(lèi)材料振動(dòng)裂隙擴(kuò)展試驗(yàn)和數(shù)值分析[J]. 章統(tǒng),劉衛(wèi)群,查浩,費(fèi)曉東.  巖土力學(xué). 2016(S2)
[4]高地應(yīng)力作用下巖石和地下硐室的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為和響應(yīng)[J]. 廖志毅,朱建波,唐春安.  巖土工程學(xué)報(bào). 2016(S2)
[5]巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)宏觀力學(xué)特性及破壞演化的影響[J]. 張國(guó)凱,李海波,夏祥,李俊如,李曉鋒,宋濤.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(07)
[6]非連續(xù)變形分析（DDA）線性方程組的高效求解算法[J]. 付曉東,盛謙,張勇慧,冷先倫.  巖土力學(xué). 2016(04)
[7]類(lèi)節(jié)理巖石直剪試驗(yàn)力學(xué)特性的數(shù)值模擬研究[J]. 李曉鋒,李海波,夏祥,劉博,馮海鵬.  巖土力學(xué). 2016(02)
[8]非貫通非共面節(jié)理巖體直剪試驗(yàn)DEM數(shù)值模擬[J]. 蔣明鏡,孫亞,陳賀,袁聚云,張順高.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(S2)
[9]基于Otsu圖像處理的巖石細(xì)觀模型重構(gòu)及數(shù)值試驗(yàn)[J]. 尹延春,趙同彬,譚云亮,于鳳海.  巖土力學(xué). 2015(09)
[10]三軸壓縮巖石應(yīng)變軟化及滲透率演化的試驗(yàn)和數(shù)值模擬[J]. 張春會(huì),趙全勝,王來(lái)貴,趙娜,于永江.  煤炭學(xué)報(bào). 2015(08)

博士論文
[1]高地應(yīng)力地區(qū)花崗巖強(qiáng)度偏低的成因研究[D]. 趙青.成都理工大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于罰函數(shù)法和雙勢(shì)能理論的DDA接觸理論研究及高階位移模式理論應(yīng)用[D]. 陳孚.西南交通大學(xué) 2017
[2]巖石拉壓實(shí)驗(yàn)的顆粒離散元模擬[D]. 尹成.西南交通大學(xué) 2014
[3]基于DDA的彈性力學(xué)全高階多項(xiàng)式位移逼近方法及其實(shí)例驗(yàn)證[D]. 劉曉瑩.長(zhǎng)江科學(xué)院 2013
[4]非連續(xù)變形分析方法的位移模式改進(jìn)與工程應(yīng)用研究[D]. 王小波.長(zhǎng)江科學(xué)院 2008



本文編號(hào)：3247381