基于扩展有限元的压剪复合断裂数值分析-岩土力学.PDF

第 32 卷增刊2 岩 土 力 学 Vol.32 Supp.2 2011 年 8 月 Rock and Soil Mechanics Aug. 201 1 文章编号：1000－7598 (2011)增刊 2 －0568 －06 基于扩展有限元的压剪复合断裂数值分析 1, 2 1 杨 庆 ，王 超 （1. 大连理工大学 岩土工程研究所，辽宁 大连 116024；2. 大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024） 摘 要：针对岩石类材料压剪破坏，国内外学者做了大量真实岩石和模型材料的试验，并进行相应的数值模拟工作。但由于 试验结果往往具有很强的离散性，且对影响试验结果的各因素缺乏系统地理论分析，加之传统常规有限元在处理裂纹这类强 不连续问题时存在很大的困难，如在裂尖附近的高应力区需要剖分令人难以接受的密度的网格，同时在模拟裂纹生长时还需 要对网格进行重新剖分，操作繁琐复杂，效率极低，因此，针对压剪复合断裂翼裂纹扩展规律的研究始终没有取得令人满意 的成果。对原生裂纹的几何形态，主裂纹面与其间填充物的相互作用对翼裂纹起裂角的影响做了系统的理论分析，并利用扩 展有限元对翼型裂纹扩展全过程进行数值模拟，与理论分析结果对比，吻合良好。相关成果为以后针对压剪复合断裂的研究 提供了理论分析框架，同时对今后相关试验的开展具有理论指导作用。 关 键 词：扩展有限元；复合断裂；翼型裂纹；常规有限元；数值模拟 中图分类号：TU 45 文献标识码：A Numerical analysis of mixed mode fracture under compression-shear loading based on extended finite element method 1, 2 1 YANG Qing , WANG Chao （1. Institute of Geotechnical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China; 2. State Key Lab