有效空間中的損傷力學(xué)邊界元理論與應(yīng)用.pdf

1、雖然邊界元法已經(jīng)是一種成熟的數(shù)值方法，但由于損傷問(wèn)題的局部性和非均勻性在邊界積分中的困難，導(dǎo)致如何將邊界元法應(yīng)用于損傷力學(xué)問(wèn)題的分析一直沒(méi)有得到解決，因此鮮有損傷力學(xué)邊界元的報(bào)導(dǎo)。本文汲取了邊界元法的最新研究成果，對(duì)邊界元法做了較深入的討論，研究了邊界元法如何應(yīng)用于各向同性損傷力學(xué)問(wèn)題，在有效空間避免了損傷問(wèn)題的局部性和非均勻性的困難。以此為基礎(chǔ)，修正現(xiàn)有的邊界元程序，編寫(xiě)了以各向同彈—塑性損傷力學(xué)為分析目的的三維邊界元程序，并將其應(yīng)用

2、于巖石損傷力學(xué)問(wèn)題的分析，具體做了一下幾個(gè)方面的工作： 1.研究了多區(qū)域問(wèn)題的邊界元法及其應(yīng)用，在單區(qū)域邊界元程序的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)了適用于多區(qū)域問(wèn)題的彈性邊界元分析程序。 2.在忽略體積力的邊界元程序的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)了考慮體積力的彈性的邊界元分析程序，并將它應(yīng)用于洞室開(kāi)挖的分析中。 3.改進(jìn)了BEMECH，使其可以考慮反對(duì)稱問(wèn)題。 4.研究了節(jié)理巖體的邊界元分析方法，分別計(jì)算了有/無(wú)節(jié)理的洞室開(kāi)挖問(wèn)題，并對(duì)兩

3、種情形進(jìn)行了比較，分析了節(jié)理斷層對(duì)洞室開(kāi)挖的影響。 5.推導(dǎo)了有效空間中的彈塑性損傷本構(gòu)方程，同時(shí)也推導(dǎo)有效空間中的邊界元系統(tǒng)方程，在應(yīng)變等效假定的前提下將兩者結(jié)合起來(lái)，得到了有效空間中的彈塑性損傷力學(xué)邊界元系統(tǒng)方程，詳細(xì)討論了系統(tǒng)方程的數(shù)值實(shí)現(xiàn)方法，經(jīng)過(guò)離散、積分后得到了矩陣形式的系統(tǒng)方程，然后詳細(xì)討論了系統(tǒng)方程的求解過(guò)程，編寫(xiě)了有效空間的各向同性彈塑性損傷力學(xué)邊界元程序EPDBEM。 6.應(yīng)用有效空間的各向同性損傷力

4、學(xué)邊界元分析程序EPDBEM，分別對(duì)有/無(wú)節(jié)理的洞室開(kāi)挖問(wèn)題進(jìn)行了彈塑性損傷分析，同時(shí)也進(jìn)行了彈性分析和常規(guī)彈塑性分析，并對(duì)三種分析結(jié)果進(jìn)行了比較。 7.編寫(xiě)了適用于二次開(kāi)挖問(wèn)題的邊界元程序，應(yīng)用邊界元法分析大規(guī)模礦山開(kāi)挖問(wèn)題，討論了二次開(kāi)挖對(duì)大規(guī)模礦層的影響；得出：二次開(kāi)挖對(duì)礦層的閉合區(qū)域有較大的影響，而對(duì)礦層區(qū)域的應(yīng)力分布影響較小。 8.研究了脆性損傷力學(xué)邊界元法，編寫(xiě)了脆性損傷邊界元的分析程序，并應(yīng)用到礦山開(kāi)采問(wèn)題