›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (6): 1956-1964.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

基于FLAC3D的改进Burgers蠕变损伤模型的二次开发研究

杨文东1,张强勇1,张建国1, 2,贺如平3,曾纪全3   

  1. 1. 山东大学 岩土与结构工程研究中心,济南 250061;2. 山东正元建设工程有限责任公司,济南 250014; 3. 中国水电顾问集团 成都勘测设计研究院,成都 610072
  • 收稿日期:2008-09-10 出版日期:2010-06-10 发布日期:2010-06-25
  • 作者简介:杨文东,男,1982年生,博士研究生,主要从事岩石力学数值模拟方面的研究。
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划资助(No. 2009CB724607);国家自然科学基金资助项目(No. 40772173);教育部新世纪优秀人才支持计划资助(NCET-08-0336);山东省自然科学基金资助项目(No. Y2007F52)。

Second development of improved Burgers creep damage constitutive model of rock based on FLAC3D

YANG Wen-dong1,ZHANG Qiang-yong1,ZHANG Jian-guo1, 2,HE Ru-ping3,ZENG Ji-quan3   

  1. 1. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China; 2. Shandong Zhengyuan Construction Engineering Co., Ltd, Jinan 250014, China; 3. Chengdu Hydroelectric Investigation & Design Institute, China Hydropower Engineering Consulting Group Corporation, Chengdu 610072, China
  • Received:2008-09-10 Online:2010-06-10 Published:2010-06-25

摘要:

岩石的流变变形对于岩质边坡和地下结构产生重要影响,其时效特性越来越引起人们的关注。然而通用分析软件所提供的岩石流变本构模型均有其特定的使用范围,往往不能满足工程数值分析的需要。考虑到岩体中参数劣化造成的影响,采用了一个变参数的改进Burgers蠕变损伤模型,该模型认为岩体的蠕变参数是随时间因子逐渐弱化的,这弥补了FLAC3D自身流变模型的不足,并利用FLAC3D(Version 2.1)提供的二次开发程序接口,分析了蠕变损伤模型二次开发程序运行的基本原理,给出了该模型具体的程序框图和代码编写中应该注意的关键问题。介绍了该模型的几种退化形式,通过算例分别验证了该模型黏弹性、塑性和损伤的力学性质,分析了损伤参数对蠕变曲线的影响,并由此介绍了验证流变模型二次开发程序正确性的一般步骤。由于采用了面向对象的编程技术,FLAC3D二次开发接口简单实用,研究思路可为其他流变本构模型的二次开发提供参考。

关键词: 岩石力学, 蠕变损伤模型, 二次开发, 程序研制

Abstract:

Time-dependent deformation behavior of rock has a significant impact on the stability of rock slopes or underground constructions, and more and more attention is paid to the rheology of rock. However, most rock rheological constitutive models supplied by FEM software have specific usage, and the requirement of engineering numerical analysis can not be satisfied. In this paper, the deterioration effect of the rock parameters is considered and an improved Burgers creep damage constitutive model with variable parameters is established. In this model, the creep parameters of the rock deteriorate with time gradually that makes up the defect of rheology models in FLAC3D. Based on the second development program interface of FLAC3D Version 2.1 software, the basic principle of the second development program for the creep damage is analyzed. The program flow diagram on the special execution of this rheological model and several case techniques that should be taken into account in the process of code compiling are given. Several degradation modes of this model are introduced; and visco-elasticity, plasticity and damage mechanical characters are got through a numerical example. The influence of damage parameters on creep curve is analyzed; and the approach to verify the right and credibility of the second development program compiling is proposed. The second development environment is more friendly and effective with the support of object-oriented approach. Therefore, proposed design mode can bring forward references for the second development of other rheological models.

Key words: rock mechanics, creep damage model, second development, code development

中图分类号: 

  • TU 45
[1] 张艳博, 孙林, 姚旭龙, 梁鹏, 田宝柱, 刘祥鑫, . 花岗岩破裂过程声发射关键信号时 频特征试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 157-165.
[2] 大久保诚介, 汤 杨, 许江, 彭守建, 陈灿灿, 严召松, . 3D-DIC系统在岩石力学试验中的应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3263-3273.
[3] 张艳博, 梁鹏, 孙林, 田宝柱, 姚旭龙, 刘祥鑫, . 单轴压缩下饱水花岗岩破裂过程声发射 频谱特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2497-2506.
[4] 马秋峰, 秦跃平, 周天白, 杨小彬. 多孔隙岩石加卸载力学特性及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2673-2685.
[5] 田军, 卢高明, 冯夏庭, 李元辉, 张希巍. 主要造岩矿物微波敏感性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2066-2074.
[6] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2239-2246.
[7] 苏国韶, 燕思周, 闫召富, 翟少彬, 燕柳斌, . 真三轴加载条件下岩爆过程的声发射演化特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1673-1682.
[8] 王 宇, 艾 芊, 李建林, 邓华锋, . 考虑不同影响因素的砂岩损伤特征 及其卸荷破坏细观特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1341-1350.
[9] 李晓照, 戚承志, 邵珠山, 屈小磊, . 基于细观力学脆性岩石剪切特性演化模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1358-1367.
[10] 陈卫忠, 李翻翻, 马永尚, 雷 江, 于洪丹, 邢天海, 郑有雷, 贾晓东, . 并联型软岩温度-渗流-应力耦合三轴流变仪的研制[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1213-1220.
[11] 郑广辉, 许金余, 王 鹏, 方新宇, 王佩玺, 闻 名, . 冻融循环作用下层理砂岩物理特性及劣化模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 632-641.
[12] 李静, 孔祥超, 宋明水, 汪勇, 王昊, 刘旭亮, . 储层岩石微观孔隙结构对岩石力学特性 及裂缝扩展影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4149-4156.
[13] 李晓照, 邵珠山, 戚承志, . 岩石裂纹损伤及围压对剪切破坏影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4249-4258.
[14] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 硬岩弹塑性变形破坏过程中强度参数 及剪胀角演化模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4401-4411.
[15] 马鹏飞, 李树忱, 周慧颖, 赵世森. 岩石材料裂纹扩展的改进近场动力学方法模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4111-4119.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 谭贤君,陈卫忠,杨建平,杨春和. 盐岩储气库温度-渗流-应力-损伤耦合模型研究[J]. , 2009, 30(12): 3633 -3641 .
[2] 田 威,党发宁,丁卫华,梁昕宇,陈厚群. 适于CT试验的动态加载设备研制及其应用[J]. , 2010, 31(1): 309 -313 .
[3] 刘东燕,孙海涛,张 艳. 采动影响下采区上覆岩层层间剪切滑移模型分析[J]. , 2010, 31(2): 609 -614 .
[4] 谭捍华,傅鹤林. TDR技术在公路边坡监测中的应用试验[J]. , 2010, 31(4): 1331 -1336 .
[5] 魏 星,王 刚,余志灵. 交通荷载下软土地基长期沉降的有限元法[J]. , 2010, 31(6): 2011 -2015 .
[6] 温世亿,李静,苏霞,姚雄. 复杂应力条件下围岩破坏的细观特征研究[J]. , 2010, 31(8): 2399 -2406 .
[7] 余天堂. 模拟三维裂纹问题的扩展有限元法[J]. , 2010, 31(10): 3280 -3285 .
[8] 刘 杰,李建林,屈建军,陈 星,李剑武,骆世威. 基于卸荷岩体力学的大岗山坝肩边坡水平位移发育的多因素影响分析[J]. , 2010, 31(11): 3619 -3626 .
[9] 李伟华,赵成刚,杜楠馨. 软弱饱和土夹层对地铁车站地震响应的影响分析[J]. , 2010, 31(12): 3958 -3963 .
[10] 韩现民. 西格二线关角隧道浅埋砂层段施工技术及力学效应研究[J]. , 2010, 31(S2): 297 -302 .