岩石单轴压缩端部效应的数值仿真分析

doi:10.3969/j.issn.1001-5485.2013.06.015

长江科学院院报 ›› 2013, Vol. 30 ›› Issue (6): 68-71.DOI: 10.3969/j.issn.1001-5485.2013.06.015

岩石单轴压缩端部效应的数值仿真分析

麦戈¹，唐照平²，唐欣薇³

1.仲恺农业工程学院城市建设学院，广州 510225；
2.中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032；
3.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广州 510640

收稿日期:2012-06-15 修回日期:2013-06-04 出版日期:2013-06-04 发布日期:2013-06-04
作者简介:麦戈（1970-），女，广东广州人，高级工程师，主要从事建筑工程结构设计和岩土工程的研究，（电话）13310898001
基金资助:
国家自然科学青年基金项目(51109083) ；中央高校基本科研业务费专项资金资助(2012ZM0091) ；华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室开放基金(2011KB28)

Numerical Simulation of Rock’s End Constraint Effectunder Uniaxial Compression

MAI Ge¹, TANG Zhao-ping², TANG Xin-wei³

1.School of Urban Construction, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225,China 2.CCCC Third Harbor Consultants Co. Ltd., Shanghai 200032, China 3.State Key Laboratoryof Subtropical Building Science, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China

Received:2012-06-15 Revised:2013-06-04 Published:2013-06-04 Online:2013-06-04

摘要/Abstract

摘要：

为了研究端部摩擦对岩石强度的影响，基于连续介质力学的方法，采用非线性损伤本构关系，描述岩石材料的力学行为。在此基础上，引入岩石力学性能的Weibull随机概率分布，以表征岩石力学参数的非均质特性与损伤局部化现象，建立了岩石细观力学模型，并对一系列不同摩擦系数下的岩石试件单轴压缩试件进行了数值试验。计算结果表明，在岩石单轴压缩试验中存在着端部效应，端部效应对岩石试件（特别是长度较小）的单轴压缩强度、应力-应变曲线及破裂形态影响显著。因此，为获取真实的岩石力学特性，需有效地控制实验室试验条件，降低端部效应对测量结果的影响。

关键词: 端部效应, 单轴抗压强度, 细观力学, 非均匀性, 数值仿真

Abstract:

The present research is to explore the influence of end friction on the strength of rock. On the basis of continuum mechanics, a mesoscale model of rock with nonlinear damaged stress-strain constitutive relations is presented to describe the mechanical behaviors of rock. Furthermore, the Weibull random probabilistic distribution for the heterogeneities of mechanical properties of rock and the damage localization is introduced. Numerical simulation of rock’s uniaxial compression tests with different friction coefficients is carried out. The results indicate that the effect of end constraint occurs during rock’s uniaxial compression test. The uniaxial compressive strength, stress-strain curve and fracture pattern of rock specimen(in particular, short specimen)are significantly affected by the end effect. It is necessary to control the experimental condition to reduce the influences of end effect on measurement results.

Key words: end effect, uniaxial compressive strength, meso-mechanics, heterogeneity, numerical simulation

中图分类号:

TU 458.4

麦戈，唐照平，唐欣薇. 岩石单轴压缩端部效应的数值仿真分析[J]. 长江科学院院报, 2013, 30(6): 68-71.

MAI Ge, TANG Zhao-ping, TANG Xin-wei. Numerical Simulation of Rock’s End Constraint Effectunder Uniaxial Compression[J]. Journal of Changjiang River Scientific Research Institute, 2013, 30(6): 68-71.

[1]	赵立财. 含水砂岩蠕变损伤模型的二次开发及工程应用[J]. 长江科学院院报, 2021, 38(9): 105-112.
[2]	姚兆明, 张雯, 郭梦圆. 考虑温度效应的冻结黏土内变量蠕变模型分析[J]. 长江科学院院报, 2020, 37(12): 81-85.
[3]	霍润科, 王国杰, 李曙光, 任振中, 韩飞. 受酸腐蚀砂岩力学性质及孔隙结构变化研究[J]. 长江科学院院报, 2019, 36(12): 96-101.
[4]	庞欣欣. 淮河流域降水集中度和集中指数年际变化分析[J]. 长江科学院院报, 2018, 35(9): 43-47.
[5]	林军, 沙鹏, 伍法权, 常金源. 基于尺寸效应的类岩石材料点荷载指标与单轴抗压强度对应关系研究[J]. 长江科学院院报, 2018, 35(3): 34-44.
[6]	李爽,刘洋,吴可嘉. 砂土直剪试验离散元数值模拟与细观变形机理研究[J]. 长江科学院院报, 2017, 34(4): 104-110.
[7]	李玉婕, 赵世英, 罗荣. 水电站厂房结构自振特性与止水优化分析[J]. 长江科学院院报, 2017, 34(12): 122-125.
[8]	盛丰,张利勇,吴丹. 采用小波包熵度量入渗水量和试验尺度对土壤水运移非均匀特性的影响[J]. 长江科学院院报, 2017, 34(11): 12-17.
[9]	夏磊, 曾亚武, 张森. 层理面细观参数对层状岩体强度特性影响的研究[J]. 长江科学院院报, 2016, 33(7): 68-75.
[10]	胡伟，闵弘，陈健，盛谦. 碎石对土石混合体无侧限力学特性影响研究[J]. 长江科学院院报, 2015, 32(11): 55-61.
[11]	邵勇,阎长虹,马庆华. 苏州大阳山岩石强度相关关系分析[J]. 长江科学院院报, 2015, 32(10): 107-110,115.
[12]	熊堃,花俊杰,李锐. 考虑材料非均匀性的Oyuk坝静动破坏模式分析与安全度评价[J]. 长江科学院院报, 2014, 31(7): 74-80,90.
[13]	聂琼, 项伟. 红层坝基层间剪切带破坏特征及颗粒流模拟[J]. 长江科学院院报, 2014, 31(6): 53-59.
[14]	谭新,蒲瑜,彭伟. 红层泥岩力学参数与声速相关性试验研究[J]. 长江科学院院报, 2014, 31(11): 51-55.
[15]	张利洁,朱杰兵,骆建宇,曾平. 岩石初始损伤及其对单轴抗压强度的影响研究[J]. 长江科学院院报, 2014, 31(11): 22-25.

岩石单轴压缩端部效应的数值仿真分析

Numerical Simulation of Rock’s End Constraint Effectunder Uniaxial Compression

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价