基于扩展有限元的岩体中裂纹扩展规律研究
[Abstract]:Rock mass has many defects, such as natural joints and fractures, because of its lithotization during the formation of geological history, and it is affected by various tectonic forces and fluid pressures. When natural stress, strain and fluid pressure cause rock mass failure, brittle or semi-brittle fracture occurs. Based on the extended finite element theory and the powerful function of commercial software ABAQUS, the crack initiation, propagation and penetration in rock with precast cracks are analyzed in this paper. The experimental results are compared and applied to engineering analysis, which provides a theoretical basis for engineering practice. The main contents of this paper are summarized as follows: 1 the research process of rock fracture mechanics at home and abroad is expounded, the finite element method, the meshless method, respectively. The numerical manifold method and the extended finite element method are analyzed and compared in the theoretical methods and processes of studying the crack propagation direction. 2 the related theories of rock fracture mechanics and the extended finite element theory are summarized. This paper explains the technical means used by abaqus in studying crack propagation based on the theory of propagating finite element, and analyzes the application knowledge of rock fracture mechanics in rock crack, mainly including fracture criterion. The numerical analysis software abaqus is used to simulate the crack initiation, propagation and penetration mode with different crack inclination and outer end distance. It includes six different failure modes of crack with 30 掳and 45 掳crack dip angle, respectively, where the outer end distance of the crack is 0 mm / 10 mm and 20mm is different. In order to confirm the reliability of the numerical results and the experimental results, the different initiation modes of cracks with different angles and outer distance can be more intuitively understood in the numerical simulation results. Different propagation modes and ultimate failure modes. (4) the numerical model of biaxial compression is established to analyze the failure of the model not only from the aspects of crack initiation, propagation and penetration mode, but also from the point of view of crack initiation, propagation and failure mode. The stress distribution of the model during the failure of the biaxial compression model is also analyzed, so as to analyze the influence of crack growth from the stress distribution field difference. 5. According to the data collected from Jinping II Hydropower Station, A numerical model based on ABAQUS platform is established to analyze the influence of cracks on the project, and the crack initiation and propagation around the hole in different unloading stages are analyzed. The relationship between the stress and displacement distribution field around the hole and the crack arrangement in the final complete stress release stage provides a basis for engineering application.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU45
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