本文關(guān)鍵詞：三軸壓縮條件下三維裂紋起裂、擴展和連接過程的廣義粒子動力學(xué)（GPD）數(shù)值模擬

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【摘要】：自然界中的巖石是一種受到不同程度損傷的材料,通常含有裂隙等缺陷。原生裂隙的起裂、擴展和連接以及巖體的破壞規(guī)律是研究巖體工程失穩(wěn)和破壞的基礎(chǔ)。近年來,研究三維裂隙的起裂、擴展和連接以及巖體的破壞機理已經(jīng)成為裂隙巖體領(lǐng)域的重要課題。由于實際工程中巖體通常處于三向應(yīng)力狀態(tài),對三軸加載條件下裂隙巖體的破裂過程、擴展機理和強度規(guī)律仍需進(jìn)一步研究。因此,研究裂隙巖體在三軸壓縮條件下的裂紋的起裂、擴展和連接以及巖體的強度規(guī)律是十分重要的。在真實巖石材料中預(yù)制三維裂紋且觀測其內(nèi)部裂紋的起裂和擴展是非常困難的。一些學(xué)者采用透明有機玻璃材料(PMMA)作為巖石的相似材料,在低溫冷凍條件下進(jìn)行單軸壓縮試驗,觀測到了三維裂紋的起裂、擴展和連接規(guī)律。本文主要基于數(shù)值模擬,采用廣義粒子動力學(xué)(GPD)方法對三維多裂隙有機玻璃(PMMA)試件進(jìn)行單軸壓縮、常規(guī)三軸壓縮、真三軸壓縮下的破壞行為研究,主要研究工作如下:(1)通過廣義粒子動力學(xué)方法揭示了單軸壓縮下三維多裂隙有機玻璃試件中裂紋的起裂、擴展和連接機理,分析了非重疊長度對試件中裂紋起裂、擴展和連接的影響,以及對試件破壞強度的影響;(2)通過廣義粒子動力學(xué)方法揭示了常規(guī)三軸壓縮下三維多裂隙有機玻璃試件裂紋的起裂、擴展和連接機理,分析了圍壓對試件裂紋起裂、擴展和連接以及試件破壞強度的影響;隨著圍壓的增加,試件起裂應(yīng)力、峰值應(yīng)力逐漸增加。(3)通過廣義粒子動力學(xué)方法揭示了真三軸壓縮下三維多裂隙有機玻璃試件裂紋的起裂、擴展和連接機理,分析了中間主應(yīng)力對試件裂紋起裂、擴展和連接以及試件破壞強度的影響;隨著中間主應(yīng)力的增加,試件起裂應(yīng)力、峰值應(yīng)力逐漸增加;試件殘余強度呈增加趨勢。盡管中間主應(yīng)力的數(shù)值模擬范圍尚未達(dá)到σ_2=σ_1,但隨著中間主應(yīng)力的增大,峰值應(yīng)力先增大而后減小的趨勢已經(jīng)出現(xiàn)。(4)通過廣義粒子動力學(xué)方法揭示了常規(guī)三軸壓縮下、真三軸壓縮下非重疊長度對三維多裂隙有機玻璃試件中裂紋擴展和連接以及試件破壞強度的影響。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45

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