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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2国内外研究综述5

1.2.1数值流形方法研究现状5

1.2.2岩石冲击断裂模拟研究现状7

1.2.3岩石冲击损伤模型研究现状10

1.3本书的主要内容16

第2章 六重物理覆盖的数值流形方法17

2.1数值流形方法的基本理论17

2.2六重物理覆盖形成的流形单元20

2.2.1流形方法的六重物理覆盖系统20

2.2.2覆盖位移函数和覆盖权函数21

2.3二次位移函数的单元矩阵25

2.3.1总体位移函数25

2.3.2单元矩阵28

2.4二次位移函数的单纯形积分29

2.5数值流形方法计算程序及其前处理开发31

2.5.1数值流形方法计算程序简介31

2.5.2数值流形方法前处理的初步开发32

2.6数值算例34

2.6.1悬臂梁的弹性变形及应力计算34

2.6.2简支梁的弹性变形计算35

2.6.3深梁的应力计算36

2.6.4应力集中问题的计算38

2.6.5层状岩石边坡滑动过程模拟40

第3章 岩石冲击断裂的数值流形方法模拟43

3.1引言43

3.2裂纹扩展过程中的单元变化44

3.3裂纹尖端的应力强度因子及裂纹扩展判据48

3.3.1应力强度因子的计算48

3.3.2裂纹扩展判据53

3.4静态裂纹扩展算例54

3.4.1拉伸载荷作用下的裂纹扩展模拟与应力强度因子计算54

3.4.2压缩载荷作用下的裂纹扩展58

3.4.3渗流条件下的岩石边坡裂纹扩展60

3.5动态裂纹扩展模拟65

3.5.1数值流形方法的动力学求解格式65

3.5.2动态裂纹计算模型71

3.5.3算例分析72

3.6动态裂纹产生与扩展模拟76

3.6.1动态裂纹产生与扩展的理论分析76

3.6.2大变形及接触问题的处理77

3.6.3算例分析78

第4章 岩石冲击损伤的数值流形方法模拟91

4.1引言91

4.2基于应力波衰减的岩石冲击损伤模型91

4.2.1损伤变量的定义91

4.2.2损伤演化方程的建立96

4.2.3含损伤的本构方程97

4.2.4损伤判据的建立98

4.3流形程序扩展及程序计算流程98

4.3.1动态载荷的添加99

4.3.2模型的具体计算流程100

4.4冲击损伤应力传播过程模拟102

4.4.1计算模型与计算参数103

4.4.2模拟结果与分析104

第5章DDA在岩石冲击破坏模拟中的应用116

5.1引言116

5.2 DDA的基本理论119

5.2.1块体的变形矩阵与平衡方程119

5.2.2块体应力、应变及载荷分析121

5.2.3块体系统的接触与运动分析122

5.3 DDA的应用125

5.3.1 DDA计算程序流程125

5.3.2应用实例127

参考文献134