淺論工程巖體彈塑性破裂過(guò)程數(shù)值模擬研究

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1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文工程巖體彈塑性破裂過(guò)程數(shù)值模擬研究姓名：肖麗萍申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：欒茂田;宋力20040301大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要工程巖體彈塑性破裂過(guò)程數(shù)值模擬研究專(zhuān)業(yè)：巖土工程碩士：肖麗萍指導(dǎo)教師：欒茂田教授宋力教授摘要二r程巖體作為巖石工程的基本建筑材料和巖體結(jié)構(gòu)的顰礎(chǔ)或環(huán)境，從力學(xué)l看，與其它工程材料的主要差別在于它的不連續(xù)性、不均勻性和多裂隙性，因此，造成了試驗(yàn)窒獲得的有關(guān)巖石試樣的力學(xué)性能、參數(shù)和破壞規(guī)律不能直接應(yīng)剛于T程巖體。本文著重考慮工程巖體的非連續(xù)性、非均質(zhì)性和多裂隙性，運(yùn)用彈塑性理論發(fā)展了巖體破裂過(guò)程非線(xiàn)性數(shù)值

2、方法，開(kāi)發(fā)研制集網(wǎng)格生成、數(shù)值計(jì)算和相關(guān)圖形生成于一體非均質(zhì)材料彈塑性破裂過(guò)程數(shù)值模擬程序，并以此為基礎(chǔ)對(duì)巖石試樣、巷道、礦柱等工程巖體彈塑性破裂過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，同時(shí)通過(guò)數(shù)值計(jì)算具體分析了側(cè)向壓力、孔洞形狀、材料非均質(zhì)性等兇素對(duì)巖塊極限承載力的影響。關(guān)鍵詞：工程巖體：彈塑性破裂：巖石試樣：數(shù)值模擬工程巖體彈塑性破裂過(guò)程的數(shù)值模擬研究向同性的假設(shè)出發(fā)，而沒(méi)有考慮材料的非均質(zhì)性。而試驗(yàn)和工程實(shí)踐均表明巖石類(lèi)材料的非均勻性對(duì)材料的破壞機(jī)理的影響是非常明顯的。在實(shí)際工鋈譬蠢霉鶯霎霧羹蠹妻霎薹妄；曩墓薹疊瞪羹徨譽(yù)霧蒿醚姜：鋈型虱引斟夸i。爭(zhēng)幕一緞矬‰器彰涮謄謄龜蔬掣齋型甚嬰

3、；贈(zèng)第一型F禹星拶島鞫醣％堤凳鑣鼬≥竹蜃恩i攀囂譬。甫※囂罐僻％翟i化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)整個(gè)物流系統(tǒng)管理的電子化，進(jìn)入以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子商務(wù)為代表的信息化時(shí)代。同時(shí)，隨著現(xiàn)代物流全球化、信息化、一體化趨勢(shì)的加強(qiáng)，形成了物流企業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)相互依存、相互促進(jìn)的發(fā)展局面?，F(xiàn)代物流企業(yè)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、EDr和電子商務(wù)產(chǎn)生了巨大的需求，為這些行業(yè)的發(fā)展提供了經(jīng)濟(jì)動(dòng)力，加速了這些行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，成為城市信息化的重大應(yīng)用領(lǐng)域。[71物流企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的提高有利于發(fā)展電子商務(wù)，提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化水平。電子商務(wù)是當(dāng)代貿(mào)易發(fā)展的最新趨勢(shì)，現(xiàn)代物流配送是與電子商務(wù)相配套的重要服務(wù)領(lǐng)域，物流企業(yè)

4、的現(xiàn)代化是電子商務(wù)進(jìn)一步發(fā)展的重要基礎(chǔ)。實(shí)行專(zhuān)業(yè)化、社會(huì)化的物流配送，需要大量運(yùn)用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)物資的儲(chǔ)存、配送和信息處理等進(jìn)行現(xiàn)代化管理，也將促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以天津市為例，其陶瓷批發(fā)市場(chǎng)建成后新增固定電話(huà)400多部，手機(jī)400多部，電信部門(mén)每年約可增加收入1000多萬(wàn)元人民幣；在如摩托羅拉公司委托中外運(yùn)華北空運(yùn)天津公司的以運(yùn)輸為主的物流服務(wù)，已連續(xù)合作了7年之久，其服務(wù)要求之一就是摩托羅拉公司與中外運(yùn)業(yè)務(wù)人員、天津機(jī)場(chǎng)、北京機(jī)場(chǎng)兩個(gè)辦事處及雙方有關(guān)負(fù)責(zé)人保證24小時(shí)通訊暢通。13】天津海關(guān)遠(yuǎn)期正在著手EDI電子數(shù)據(jù)報(bào)關(guān)工程，這將極大改善通關(guān)服務(wù)水平，有利于促進(jìn)

5、物流企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的提高：同時(shí)現(xiàn)代物流發(fā)展后要求EDI系統(tǒng)推廣普及，又會(huì)拉動(dòng)信息業(yè)的發(fā)展，它們是互相促進(jìn)的。b．對(duì)商業(yè)有巨大的推動(dòng)作用物流配送的出現(xiàn)是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段的重要標(biāo)志。物流配送是流通領(lǐng)域的新型營(yíng)銷(xiāo)方式發(fā)展的需要，它對(duì)改變傳統(tǒng)零售業(yè)態(tài)、促進(jìn)社會(huì)消費(fèi)品零售額增長(zhǎng)等具有重要的意義。發(fā)展商業(yè)物流配送對(duì)于提高商業(yè)系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)力具有積極的作用。首先，發(fā)展商業(yè)配送提高了商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的經(jīng)營(yíng)質(zhì)量。傳統(tǒng)零售網(wǎng)點(diǎn)的經(jīng)營(yíng)定位、經(jīng)營(yíng)品種及經(jīng)營(yíng)理念、方式，已經(jīng)不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民群眾的消費(fèi)需求。改變傳統(tǒng)營(yíng)銷(xiāo)方式就要從經(jīng)營(yíng)結(jié)構(gòu)和經(jīng)營(yíng)形式入手。商業(yè)連鎖經(jīng)營(yíng)形式的出現(xiàn)，特別是各類(lèi)超市、專(zhuān)賣(mài)店

6、、專(zhuān)業(yè)店、便利店的出現(xiàn)，從根本上促進(jìn)了零售業(yè)經(jīng)營(yíng)方式的升級(jí)抉代，引導(dǎo)了消費(fèi)，形成新的消費(fèi)理念；pl其次，物流配送中心的建立可以有效推動(dòng)連鎖經(jīng)營(yíng)。"x工程巖體彈塑性破裂過(guò)程的數(shù)值模擬研，宄2基本原理與基本研究方法巖石塑性力學(xué)與傳統(tǒng)塑性力學(xué)的區(qū)別在于巖石材料與金屬材料具有不同的力學(xué)特性。金屬是晶體材料，而巖石是非均勻、多裂隙、各向異性的材料。巖石介質(zhì)的特性決定了其破壞規(guī)律和破壞機(jī)理與金屬材料完全4i同，因此要采用不同于金屬的屈服準(zhǔn)則。蒙特卡洛(Montecarlo)方法是一種根據(jù)已知密度函數(shù)，利用均勻隨機(jī)數(shù)來(lái)求隨機(jī)變量的方法。計(jì)算機(jī)模擬是一種數(shù)值模擬，它的通用性強(qiáng)，可以模

7、擬各種系統(tǒng)，而且便于修改，能反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2．1塑性力學(xué)基本理論巖石宙很多獨(dú)特的性質(zhì)：近地表的巖石是脆性的，而深部的嶄石在高溫商壓條件下變得有延性：巖石遠(yuǎn)比金屬材料不均勻；巖石通常在壓應(yīng)力作用下工作等等。塑性數(shù)學(xué)理論的內(nèi)容是對(duì)表現(xiàn)出彈塑性材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系加以數(shù)學(xué)上的描述。所謂塑性特性是用既不依賴(lài)于時(shí)間又不可恢復(fù)的應(yīng)變來(lái)描述的。下面三條要求是模擬彈塑性變形理論所必需的。l、必須用顯示關(guān)系來(lái)描述彈性條件下——即未出現(xiàn)塑性變形時(shí)的應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系：2、要建立一個(gè)屈服準(zhǔn)則，以此來(lái)說(shuō)明當(dāng)應(yīng)力達(dá)到多大時(shí)，才開(kāi)始出現(xiàn)塑性流動(dòng)產(chǎn)生永久變形；3、必須研究蕊服后狀態(tài)的應(yīng)