冲击作用下的压头破岩机制研究     

杨岳峰  梁正召  唐春安 《岩土力学》2013,34(6):1775-1785

与静态岩石破碎过程相比,冲击作用下岩石的应力改变具有时间效应,应力波传播过程中表现出压、拉变化。基于损伤演化原理和有限元数值模拟方法,针对冲击荷载作用下的压头破岩机制进行了模拟分析。为排除边界上反射波的影响,黏弹性边界被纳入计算中。首先论证了黏弹性边界在均质和非均质介质中的计算精度,然后分析了冲击作用下不同均质度的岩石以及砂砾岩的响应规律,结果显示：在弹性情况下,压头与岩石接触边缘以及自由面附近是拉应力分布区,接触边缘拉应力最大。剪应力最高值并不位于接触面附近,而是离接触面有一定距离。较均质岩石主要呈现拉伸破坏模式,先出现赫兹裂缝,然后是径向裂缝和侧向裂缝,拉应力的产生成为诱发裂缝萌生和扩展的主因。当岩石均质度较低时,岩石的破坏形式呈现多元化,剪切破坏比重加大,表现为复杂的拉剪破坏模式。对于砾石粒径较大、含量较多的砂砾岩,砾石和基质的非均匀性不可忽略,冲击下破坏模式以绕粒环行和穿粒破坏为主。总体说来,对于岩石类准脆性材料,应力波传播过程中产生的拉应力是失稳的诱发和扩展的关键。  相似文献   

三维完全非线性波浪水槽的数值模拟   总被引：7，自引：0，他引：7  

王大国  邹志利  唐春安 《海洋学报》2006,28(4):138-144

用有限元求解拉普拉斯方程,建立了三维完全非线性数值波浪水槽.跟踪流体自由表面的方法为满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法,对离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元.并把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解析解和二阶斯托克斯波理论解进行了对比,结果表明该模型是稳定的、守恒的,能精确模拟非线性波浪的产生和传播.  相似文献   

震源孕育模式的数值模拟研究   总被引：14，自引：2，他引：14  

唐春安  傅宇方 《地震学报》1997,19(4):337-346

在充分考虑地质体材料力学性质非均匀性特点的基础上，运用岩石破裂失稳过程有限元分析新方法(RFPA)，以不存在明显孕震构造特征的包体模式为例，模拟研究了挤压边界条件下的震源孕育模式，包括断层的形成过程和地震活动特征，演示出孕震体由变形、破裂到宏观贯通的地震全过程以及它们的时空强基本规律．计算所得到的应力、变形和微震空间分布，形象地给出了变形局部化、震源迁移、膨胀或隆起，弹性回跳和X型共轭变形带等直观图象．   相似文献   

岩石破裂滑动过程及其声发射数值模拟   总被引：3，自引：0，他引：3  

芮勇勤  唐春安 《工程地质学报》2001,9(4):357-361

运用岩石破裂与失稳过程分析RFPA2D系统, 对滑动形成过程进行了数值模拟研究。滑动岩体似为非均匀弹 -脆岩石材料, 模拟结果再现了滑动形成从变形到破坏直至失稳的全过程及其声发射规律。  相似文献   

考虑土-结构相互作用的结构控制H2/H∞混合凸优化方案     

沙成满  王恩德  杨冬梅  唐春安 《岩土力学》2002,23(5):541-545

在地震信号和建筑结构系统的防数分析基础上，使用了混合控制优化指标J作为优化目标，并给出其物理含义。考虑土－结构相互作用的影响，针对H2控制方案和H∞控制方案的优缺点，通过LMI凸优化方法求解混合控制器，给出了在给定γ值的前提下极小化指标J的H2／H∞混合控制方案，并给出了仿真算例。  相似文献   

岩石非均匀性对震级—频度关系的影响的数值模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

梁正召  唐春安  朱万成  杨天鸿  王善勇 《地震研究》2003,26(2):151-155

无论是从天然地展的统计分析还是实验室岩石破裂实验，由于测试设备的限制、观测台站或测试位置的影响，目前有关地展展级-频度关系和G—R关系式及b值的研究都不可能保证数据资料的独立性和完整性。充分利用RFPA^20数值模拟软件，克服漏记、精度低和人为的限定资料范围等不利因素的影响，在充分考虑岩石的非均匀性的基础上，研究了岩石破裂过程中微震系列震级-频度关系及b值随岩石均质度的变化规律。  相似文献   

岩石破裂全过程与孕震全序列   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

唐春安  徐小荷 《地震学报》1991,13(4):517-521

通常岩石的破裂试验是在实验室压缩条件下进行的.研究者们已经认识到:若将岩石视为一地质体,而压机看成是与该岩石相互作用的另一地质体,则它是实验室研究不稳定现象的一种很好的模拟,由此得到的一些概念已不限于实验室.不过,目前的研究不管在实验上还是在理论上,都有一些极待探讨的问题.  相似文献   

地下洞室开挖与支护有限元分析   总被引：6，自引：0，他引：6  

朱万成  唐春安 《岩土工程技术》2000,(1):2-6,24

介绍了数值方法在地下洞室开挖与支护稳定性分析中的应用情况,结合某地下大洞室的设计及施工方案,用有限元法对该洞的开挖与支护过程进行了有限元模拟,研究了喷锚参数设计问题,为工程设计和现场施工提供了理论指导。  相似文献   

由含断层岩石非均匀性产生的地震前兆的数值模拟研究     

焦明若  侯万凯  唐春安 《东北地震研究》2004,20(1):73-80

使用新开发岩石破裂过程分析软件(RFPA2D)，通过一系列模型实验，研究岩石中预制断层面几何特征和力学非均匀性对地震前兆产生的影响。模型使用5个具有不同均质度的岩石样本进行数值模拟研究。数值模拟结果表明，不同均质度岩石破坏在地壳中会产生不同的地震前兆现象。在一些区域，可以观测到明显的前兆，而在另一些地区却很难观测到明显的前兆现象。模拟结果与实验观测和自然界实际观测结果由很好的一致性。  相似文献   

残余强度特性对岩石宏观破坏的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘文彬  唐春安  唐烈先 《岩土工程技术》2004,18(2):59-63

运用岩石破裂过程分析RFPA2D系统 ,数值模拟了单轴压缩试验下试样破裂失稳的过程 ,主要研究了残余强度特性对岩石类非均质材料弹 脆 塑性的影响。对大量不同残余强度岩石试样的数值模拟结果显示 :残余强度是影响岩石弹 脆 塑性的重要方面 ,残余强度越高 ,岩石越容易表现为塑性 ,岩石试样所承受的峰值载荷也越高  相似文献