三维梁-颗粒模型在岩石材料破坏模拟中的应用     

张德海  邢纪波  朱浮声 《岩土力学》2004,25(Z1):33-36

用三维梁-颗粒模型BPM3D(beam-particlemodelinthreedimensions)对岩石类非均质脆性材料的力学性质和破坏过程进行了数值模拟。梁-颗粒模型是在离散单元法基础上,结合有限单元法中的网格模型提出的用于模拟岩石类材料损伤破坏过程的数值模型。在模型中,材料在细观层次上被离散为颗粒单元集合体,相邻颗粒单元由有限单元法中的弹脆性梁单元联结。梁单元的力学性质均按韦伯(Weibull)分布随机赋值,以模拟岩石类材料力学参数的空间变异性。材料内部裂纹通过断开梁单元来模拟。通过自动生成的非均质材料模型对岩石类材料的破坏机理进行研究。岩石类非均质脆性材料在单轴压缩状态下破坏过程细观数值模拟结果显示,岩石材料宏观破坏是由于其内部细观裂纹产生、扩展、贯通的结果。通过数值模拟结果之间的对比分析,揭示出岩石试样宏观破坏模式随细观层次上韦伯分布参数的变化而不同。与实际矿柱破坏形态的对比分析表明了模型的适用性。根据数值模拟结果对岩石类非均质材料的破坏机理进行了探讨。  相似文献   

离散单元法同拉格朗日元法及其在岩土力学中的应用   总被引：67，自引：2，他引：67  

王泳嘉  邢纪波 《岩土力学》1995,16(2):1-14

离散单元法是一种适合于节理岩体的数值分析方法，拉格朗日元法则特点适用于解决大变形的问题。本文叙述了离散单元法和拉格朗日元法的基本原理以及有关参数的选择问题。文中还举出两种方法在岩土力学中的应用范围。  相似文献   

砂岩类脆性无序介质连续破坏过程的细观模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

邢纪波  俞良群  王泳嘉 《地质力学学报》1998,4(3):28-35

为了分析砂岩类无序介质在各种荷载作用下的连续破坏过程,本文提出了梁-颗粒细观模型。在此模型中,介质被离散为一系列的颗粒单元,这些颗粒单元均由弹脆性的梁单元联结。颗粒的力学行为由离散单元法和有限单元法确定。当某个梁单元所受应力超过其强度时,就随即将它从计算网络中剔除,以模拟介质的破坏行为。为了验证数值模型的可靠性,分别从破坏模式和荷载-位移曲线两方面与物理模型实验进行了对比,结果表明两者基本一致。此外,探讨了无序性对介质裂纹分布形式的影响,并用分维表述了裂纹分布与荷载强度之间的内在联系。   相似文献   

弹丸侵彻无钢筋混凝土的数值模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

张德海  朱浮声  邢纪波 《岩土力学》2006,27(7):1143-1146

采用二维梁-颗粒模型BPM2D（beam-particle model in two dimensions）模拟了刚性弹丸侵彻无钢筋混凝土的过程。离散元法（DEM）和有限元法（FEM）等数值计算方法各有其优势,同时也都存在不足之处：离散元法适于处理由连续介质向非连续介质转化的破坏问题,但对于连续体计算结果精度不高;有限元法适于预测材料破坏的区域,但难以直接用于计算脆性材料破坏过程,因此将两种方法结合可以形成一种较好的混合模型。梁-颗粒模型BPM2D是基于离散元法,结合有限元法开发的二维数值计算模型,采用3种类型梁单元形成混凝土数值试样,每种类型梁单元的力学性质均按韦伯（Weibull）分布随机赋值,以模拟混凝土细观结构的非均匀性,同时梁单元的强度随应变率不同而变化。利用此模型分析了弹丸侵彻下混凝土的破坏过程,并给出侵彻过程弹丸减速度-时间历程曲线。比较计算结果与试验数据表明梁-颗粒模型可有效应用于计算和模拟脆性材料动态破坏问题。  相似文献