RFPA数值试验再现分区破裂现象 [复制链接]

近年来，钱七虎院士等多次提到高应力条件下巷道围岩中的交替破裂问题，引起了我国岩石力学工作者的广泛兴趣。所谓交替破裂现象，是指在深部岩体中开挖洞室或巷道时，在其两侧和工作面前的围岩中产生的逐次交替破裂区和未破裂区现象，通常称之为分区破裂现象，也称之为间隔破裂现象。这一现象在国外许多深部开采矿山中都有发现。国内外许多学者都尝试解释间隔破裂现象，但目前对其产生的力学机理没有统一的定论。唐春安、张永彬等人近期运用RFPA高性能并行分析版，在大连大学材料破坏力学数值试验研究中心的联想1800高性能计算机上，通过近1000万自由度的有限元计算，对含圆孔方形试件在三维加载条件下的破裂过程进行了数值模拟，再现了深部巷道围岩中观察到的间隔破裂现象。（数值分析模型见图2）
      图3是由RFPA数值模拟得到的间隔破裂形成过程。由模拟结果可知，随着载荷的增加，微破裂首先在圆孔周边出现（图3a-b）。载荷的继续增加导致圆孔周边形成近似的环状破裂，并呈螺旋状扩展趋势（图3c-g），且分别有多条类似螺旋状破裂带发育。同时，由图3g还发现，螺旋状破裂并不完全按标准螺旋线远离圆孔周边发展。相反，多数破裂发展的前端掉头趋向圆孔周遍，形成封闭的破裂环。图3h表明，由于非均匀性的螺旋状破裂呈非连续模式扩展。继续加载的结果，发现在圆孔右上角的破裂发展成优势扩展破裂面，并以更加明确的螺旋线形发展。此破裂虽然扩展到试件右下角时停止，但新的破裂又在左下角再次诱发（图3i）。随后，终止的破裂区与新诱发的破裂区贯通，形成完成的螺旋破裂线（图3j-k）。出现断续破裂的原因除了材料的非均匀因素外，边界条件的影响是一个重要因素。
      图4a为模型在某个破裂时刻的最大主应力分布图。图4b则是沿x方向在模型长度1/3处的剖面图。由图4可见，模型表面与模型内部的破裂扩展模式并非完全相同。在模型的内部，发现破裂的扩展存在明显的不连续扩展模式。
      RFPA数值分析结果表明，运用RFPA并行分析系统可以比较准确地再现分区破裂现象。由于影响间隔破裂现象的因素很多，比如不同应力状态、不同洞形、不同围岩条件、不同开挖顺序等，目前唐春安教授领导的课题组将进一步应用RFPA方法开展深入系统的研究。更多案例http://www.rfpa.cn/cn/

支持唐教授的研究！
问题：
1. 做了多少次这样的分析？同一条件下多次分析的结果都相同吗？
2. 看到的是模型表面的现象，内部什么样？如果与表面不一样，为什么？
3. 软件用的“颗粒”已经是很均匀的了，而不是“非均匀”；而实际岩层中的隧道围岩才真的可能是“非均匀”的。
4. “颗粒”大小、形状有没有影响？

北伊:支持唐教授的研究！
问题：
1. 做了多少次这样的分析？同一条件下多次分析的结果都相同吗？
2. 看到的是模型表面的现象，内部什么样？如果与表面不一样，为什么？
3. 软件用的“颗粒”已经是很均匀的了，而不是“非均匀”；而实际岩层中的隧道围岩才真的可能是“非均匀”的。
.... .. (2015-04-16 11:46) 

谢谢你对唐老师的支持。
1、具体分析并不是我做的。但是如果输入合适的细观参数值和边界条件，应该快做出来的。同一条件下同一模型，多次分析结果肯定相同。如果重新生成模型，由于力学参数的概率分布模型，多次分析的结果总体上一样。当然不排除个别小概率生成的模型。
2、内部需要可以剖面来看。因为岩石是非均匀的，表面和内部不一样，这是传统的均匀连续模型无法模拟出来的。
3、单元尺寸小，为细观尺度的分析。但是单元参数分布是非均匀的，这与实际岩体是一致的。
4、目前采用六面体单元。单元大小影响计算精度和规模，需要合理选择单元尺寸，以达到更好的计算效果

太受用了！

真厉害，钱院士牛啊，那么大年龄思维依然那么清晰。

666666666，没看懂

  

刚接触这块,相当不错

        

真是不错，学习了！

楼主 可以给我发一份软件么谢谢yzm001129@163.com