贵州大学岩石力学数值实验实验报告(10级).docVIP

岩石破裂过程数值试验实验报告 姓名： xxxx 学号： 1008010099 班级： 采矿102班 指导教师： xxxx 同组人： xxxxxx 实验名称：端部效应对岩石力学性质影响的数值实验 2013年5月16日 一、实验目的： 1.通过对RFPA2D学习，知道RFPA2D基本使用方法。 2.了解RFPA2D模拟试验的条件和RFPA2D的基本功能。 3.通过操作端部效应对岩石力学性质影响的数值实验，了解每一步操 作以及岩石破裂过程，最终完成实验得到结果。 实验原理： RFPA2D是一种基于有限元应力分析和统计损伤理论的材料破裂过程分析数值计算方法，是一个能够模拟材料渐进破裂直至失稳全过程的数值试验工具。 实验内容： 实验步骤如下： 端部效应数值实验模型为下图 操作步骤 1.启动 RFPA，新建模型建立存放的根目录 2.划分网格，单击 在弹出的窗口中设置模型的大小，单击确定 3.创建计算模型，点击形状矩形，在四周创建计算模型 4.点击材料创建新材料垫板 5.然后编辑垫板材料属性 6.选择四周矩形填充材料选择实体垫板 7.点击施加载荷标准模式设置加载参数 加载载荷后为 8.输入求解控制信息参数 设置为50步 点击求解连续运行得到破裂图为 上述过程为垫板刚度/式样刚度Ep/Es=1时的过程 重复上述过程当Ep/Es=10时加载破裂过程如图 （2）重复上述过程当Ep/Es=5时加载破裂过程如图 重复上述过程当Ep/Es=0.5时加载破裂过程如图 五、多单元信息的提取 （1）重复上述过程当Ep/Es=10时 重复上述过程当Ep/Es=5时 （3）重复上述过程当Ep/Es=1时 (5)重复上述过程当Ep/Es=0.1时(略） 实验结果分析 岩石试件在单向压缩时所能承受的最大压应力值称为岩石的单向抗压强度。岩石单向抗压强度测定受岩石性质、试件形状和大小以及测试方法等影响。在进行岩石的单轴压缩实验端部效应是不容忽视的。当试件由上下两个压头加压时试验机压头与试件之间存在摩擦力因此在试件端部存在剪应力并阻止试件的端部的恻向变形所以试件端部的应力状态不是非限制性的只有在离开端面的一定距离的部位才会出现均匀应力状态。本文通过应用岩石破裂过程分析系统引模拟不同刚度垫板下的岩石单轴压缩实验对比刚性与柔性垫板对端部效应的存在进行验证并分析其对试件的测试强度和破坏模式的影响。系统及数值模型系统基本原理简介岩石破裂过程分析是一个能够模拟岩石渐进破坏的数值模拟程序。为了反映岩石材料性质的细观非均匀性在该程序中首先把岩石材料看作是由大小相同的四边形单元组成假定其材料性质满足分布。同时这些组成材料的单元也作为有限元分析的单元当其应力状态满足最大拉应力准则和摩尔库仑准则时单元开始损伤满足弹性损伤的本构关系。 七、实验注意事项 加载方式和加载参数不要输入错误。 新建填充材料参数不要输入错误。 求解控制步数输入合理，细致观察是否破裂，记录破裂步数。 读取应力应变曲线以及数据等数据。 实验数据以及新建材料注意保存，方便提取再分析。 岩石力学实验心得 首先，感谢老师数次的实验指导以及教学，让我们学得知识和操作方法。 这次试验是端部效应对岩石性质影响的数值实验，在实验中尤其注重对垫板的性质不同而产生的滑动条件下，不同垫板的弹性模量对岩石力学的影响，垫板刚度和试样刚度是很重要的，不能忘记输入，在加载方式里，设置好加载条件以，加载量，缺一不可。每一步都需要认真对待才能很好的完成实验。 在这门课中以及实验中我收获很多，从书本学习到实际操作，从实际操作到获得结果。这个过程是不容易的，由于这个软件不是太熟悉，所以我不断操作，不断实验和请教同学，最后才得以完成，所以这个实验是不容易的。 在岩石力学教学中，岩石的拉、压、剪基本实验及岩石的破裂与失稳过程是一个重要的基本教学内容。由于岩石材料的非均匀性、非连续性，以及外载荷作用下微缺陷之间相互作用的复杂性，现有的解析方法尚缺少有效的手段对此过程进行研究，理论上很难对岩石的破裂与失稳过程做准确的描述。因此，目前有关岩石破裂与失稳过程的研究，仍然主要依赖于现场观测和实验物理实验。现场观测对工程而言是非常必要的，但由于这种方法受到现场条件、人力、物力和人力的限制，很难在教学中得到充分利用；物理实验虽直观，但有关岩石破裂过程现象的复杂