基于微裂纹演化的花岗岩二维细观损伤模型
| 中文摘要 | 第3-4页 |
| 英文摘要 | 第4页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 问题的提出与选题 | 第9-10页 |
| 1.2 细观损伤力学 | 第10-11页 |
| 1.3 数值分析方法模拟裂纹扩展 | 第11-13页 |
| 1.3.1 有限元方法模拟裂纹扩展 | 第11-12页 |
| 1.3.2 扩展有限元法模拟裂纹扩展 | 第12-13页 |
| 1.3.3 无网格方法 | 第13页 |
| 1.4 裂纹扩展 | 第13-14页 |
| 1.5 本文研究思路及主要内容 | 第14-15页 |
| 2 有限元方法及岩石断裂力学理论 | 第15-25页 |
| 2.1 有限单元法 | 第15-17页 |
| 2.1.1 单元位移模式和形函数 | 第15页 |
| 2.1.2 单元应变单元应变 | 第15页 |
| 2.1.3 单元应力 | 第15-16页 |
| 2.1.4 单元刚度矩阵 | 第16页 |
| 2.1.5 整体刚度矩阵 | 第16-17页 |
| 2.1.6 弹性力学问题有限元方法分析步骤 | 第17页 |
| 2.2 岩石断裂力学的基本理论 | 第17-24页 |
| 2.2.1 裂纹的类型 | 第18-19页 |
| 2.2.2 断裂机理和断裂准则 | 第19-21页 |
| 2.2.3 应力强度因子的算法 | 第21-24页 |
| 2.3 本章小结 | 第24-25页 |
| 3 拉伸应力下含微裂纹岩石的二维细观损伤模型 | 第25-33页 |
| 3.1 坐标变换 | 第25-26页 |
| 3.2 体积单元模型 | 第26-27页 |
| 3.3 未发生扩展时单条裂纹引起的应变 | 第27-28页 |
| 3.4 发生扩展后微裂纹引起的应变 | 第28-29页 |
| 3.5 细观损伤模型 | 第29-30页 |
| 3.6 单轴拉伸下的岩石细观损伤模型 | 第30页 |
| 3.7 细观损伤模型的验证 | 第30-32页 |
| 3.7.1 单轴拉伸稻田花岗岩试验验证 | 第30-31页 |
| 3.7.2 单轴拉伸三城目安山岩试验验证 | 第31-32页 |
| 3.8 本章小结 | 第32-33页 |
| 4 压应力下含微裂纹花岗岩的二维细观损伤模型 | 第33-43页 |
| 4.1 单个闭合微裂纹未扩展时引起的平均应变 | 第33-34页 |
| 4.2 扩展后的单个闭合微裂纹引起的应变 | 第34-35页 |
| 4.3 单个穿透型裂纹偏折扩展后引起的应变 | 第35-36页 |
| 4.4 细观损伤模型 | 第36-37页 |
| 4.5 计算结果与实验验证 | 第37-41页 |
| 4.5.1 单轴压缩计算结果与实验验证 | 第38-39页 |
| 4.5.2 三轴压缩计算结果与实验验证 | 第39-41页 |
| 4.6 本章小结 | 第41-43页 |
| 5 裂纹偏折扩展有限元模拟 | 第43-63页 |
| 5.1 裂纹初始扩展的有限元建模 | 第44-48页 |
| 5.1.1 建立有限元模型和网格划分 | 第44-45页 |
| 5.1.2 计算结果 | 第45-46页 |
| 5.1.3 应力强度因子 | 第46页 |
| 5.1.4 位移 | 第46-48页 |
| 5.2 裂纹的第二次偏折扩展 | 第48-51页 |
| 5.2.1 有限元模型 | 第48-49页 |
| 5.2.2 Mises应力图 | 第49页 |
| 5.2.3 最大拉应力图 | 第49-50页 |
| 5.2.4 位移 | 第50页 |
| 5.2.5 应力强度因子 | 第50-51页 |
| 5.3 裂纹的第三次偏折扩展 | 第51-54页 |
| 5.3.1 有限元模型 | 第51-52页 |
| 5.3.2 Mises应力图 | 第52-53页 |
| 5.3.3 最大拉应力图 | 第53页 |
| 5.3.4 位移 | 第53-54页 |
| 5.3.5 应力强度因子 | 第54页 |
| 5.4 裂纹的最终扩展 | 第54-57页 |
| 5.4.1 有限元模型 | 第54-55页 |
| 5.4.2 Mises应力图 | 第55-56页 |
| 5.4.3 最大拉应力图 | 第56页 |
| 5.4.4 位移 | 第56-57页 |
| 5.4.5 应力强度因子 | 第57页 |
| 5.5 裂纹引起的平均应变 | 第57-60页 |
| 5.5.1 单轴压缩状态下裂纹引起的应变 | 第58-59页 |
| 5.5.2 双轴压缩状态下裂纹引起的应变 | 第59-60页 |
| 5.6 本章小结 | 第60-63页 |
| 6 结论与展望 | 第63-65页 |
| 6.1 结论 | 第63页 |
| 6.2 展望 | 第63-65页 |
| 致谢 | 第65-67页 |
| 参考文献 | 第67-71页 |
| 附录 | 第71-74页 |
| A. 单轴拉伸模型应力应变计算程序 | 第71-72页 |
| B. 压应力状态下应力应变计算程序 | 第72-74页 |
| C. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 | 第74页 |
