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多裂纹体分析的边界元方法

秦飞  
【摘要】:本文采用边界元数值计算和自洽理论相结合的方法研究多裂纹体(主要研究岩石、混凝土类材料)在受压情况下的力学行为。通过数值模拟裂纹扩展过程和对裂纹体即时等效弹性模量的计算,研究了裂纹体的强度劣化过程,揭示了裂纹扩展与裂纹体整体响应之间的对应关系。 在现有文献调研基础上,对研究多裂纹体的主要方法进行介绍和比较,并讨论了各研究方法的优点以及局限性;简要介绍了边界元方法在处理裂纹问题时的优势,回顾了前人的主要工作。并将含裂纹岩石类材料在受压载荷下的宏观及细观行为特点进行归纳,并建立分析模型。 建立了单裂纹扩展分析的边界元方法,通过引入适用于岩石、混凝土材料的粘性力裂纹模型,给出了以裂纹扩展步长作为控制变量的增量迭代算法。 讨论了计算等效材料常数的自洽方法,给出了计算等效材料常数的一般公式。 建立了有序多裂纹体问题的边界元求解方法;推导并给出了非对称各向异性材料的基本解;论述了处理角点问题的各种方法并给出了不连续单元的单元模式;建立了相应的增量迭代算法;给出一些数值算例。


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