岩石破裂过程TMD耦合数值模型研究

›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (10): 1727-1732.

岩石破裂过程TMD耦合数值模型研究

李连崇^{1, 2}，杨天鸿^{1, 2}，唐春安²，黄小兰¹，李夕兵³

1. 中国科学院岩土力学重点实验室，武汉 430071；2. 东北大学岩石破裂与失稳研究中心，沈阳 110006； 3. 中南大学资源与安全工程学院，长沙 410083

收稿日期:2004-12-15 出版日期:2006-10-10 发布日期:2013-11-29
作者简介:李连崇，男，1978年生，博士研究生，主要从事岩石力学多场耦合方面的数值模拟研究工作
基金资助:
国家自然科学基金重大项目（No. 50490274）；中国科学院岩土力学重点实验室开放基金资助（No. Z110404）

Study on coupled thermal-mechanical-damage model in rock failure process

LI Lian-chong^{1, 2}, YANG Tian-hong^{1, 2}, TANG Chun-an², HUANG Xiao-lan ¹, LI Xi-bin³

1. Key Laboratory of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. Centre for Rock Instability and Seismicity Research, Northeastern University, Shenyang 110006, China; 3. School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China

Received:2004-12-15 Online:2006-10-10 Published:2013-11-29

摘要/Abstract

摘要： 从岩石的细观结构层次出发，应用损伤力学和热弹性理论，对热力耦合作用下岩石破裂过程中热-应力-损伤相互作用关系进行了分析。初步建立了细观热-应力-损伤（TMD model，thermal-mechanical-damage）耦合数值模型，并在岩石破裂过程分析系统RFPA2D中加实现。运用该数值模型计算模拟均匀与非均匀材料试样在热力耦合作用下的应力分布及破坏形态，通过与理论及试验结果对比，证明了该数值模型的合理性和有效性。

关键词: 岩石破裂, 非均匀性, 损伤, 热传导率, 数值模拟

Abstract: Based on the heterogeneous characteristics of rock at mesoscopic level, the thermal-stress-damage coupled action during the failure process of rock subjected to thermal stress is described with elastic damage mechanics and thermal-elastic theory. A mesoscopic thermal-mechanical-damage coupling model, implemented in rock failure process system, RFPA2D, is proposed. The RFPA2D is used to simulate the stress distribution and failure patterns in homogeneous and heterogeneous specimen subjected to thermal loading. The numerical results coincide well with the corresponding mathematic resolution and experimental results; so it is proved that the proposed model as well as the numerical system (RFPA2D) are reasonable and effective in investigating the failure of heterogeneous materials under thermal stress.

Key words: rock failure, heterogeneity, damages, thermal conductivity, numerical simulation

中图分类号:

TU 452

李连崇，杨天鸿，唐春安，黄小兰，李夕兵，. 岩石破裂过程TMD耦合数值模型研究[J]. , 2006, 27(10): 1727-1732.

LI Lian-chong , YANG Tian-hong , TANG Chun-an , HUANG Xiao-lan , LI Xi-bin . Study on coupled thermal-mechanical-damage model in rock failure process[J]. , 2006, 27(10): 1727-1732.

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