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模拟岩石压剪状态下主次裂纹萌生开裂的扩展有限元法被引量：11: 2014年; 压剪应力状态下,岩石类材料中常见两类裂纹:翼型张拉裂纹和次生压剪裂纹。基于扩展有限元方法(XFEM),提出了模拟压剪裂纹面作用机制的扩展有限元位移增强方案,并给出了扩展有限元法分叉裂纹处理方法,分别用最大周向拉应力准则和Mohr-Coulomb准则判断张拉裂纹和压剪裂纹的萌生和扩展。基于Matlab平台编写了数值计算程序Betaxfem 2D,通过两个算例对所提方案进行了验证,所得结果与有限元法(FEM)计算结果吻合很好。模拟了单轴压缩载荷下含预制闭合裂纹试件的裂纹分叉、扩展过程,与试验结果的对比表明,所提方案可以模拟和预测岩石类材料张拉、压剪交互分叉裂纹的萌生和扩展行为。; 师访高峰李玺茹沈晓明; 关键词：岩石

岩石破裂过程的扩展有限元法研究: 大量的工程实践表明，页岩气、石油、煤层气等能源的开采产量与岩石内部裂隙的扩展和贯通密切相关，岩石内部裂隙网络为油气的流动提供通道，裂隙网络发育程度越高，越利于油气资源的开采。另一方面，某些岩体工程的失稳破坏也与裂纹的萌生...; 师访; 关键词：岩石破裂水力压裂

低透气性原煤力学及渗透特性的试验研究被引量：9: 2013年; 利用MTS815岩石力学试验系统和气体渗透试验系统,开展了原场应力状态下原煤煤样在不同瓦斯压力条件下的三轴压缩渗透试验,对比了不同瓦斯压力下煤样的变形、强度和渗流特征,分析了瓦斯对原煤煤样力学性质的影响,以及煤样变形破坏过程中其渗透特性的变化.结果表明:随瓦斯压力增加,弹性模量和峰值强度呈指数型衰减,泊松比、峰值轴向应变和峰值横向应变呈指数型增加,煤样变形能力增强,抵抗破坏的能力减弱.瓦斯渗透率随煤样加载变形破坏呈先减小后增大趋势.瓦斯渗透率变化与体积变形机制密切相关,在体积压缩阶段存在不可恢复性衰减,在峰后阶段随体积膨胀逐渐增加,残余阶段的渗透率一般远大于初始静水压力状态的渗透率.对低透气性煤层瓦斯抽采和煤炭安全开采具有现实指导意义.; 刘星光高峰李玺茹师访程红梅; 关键词：原煤瓦斯渗透率三轴压缩

基于ANSYS二次开发的采场损伤演化规律研究被引量：1: 2012年; 基于ANSYS软件的UPFs二次开发平台,借助损伤变量描述煤岩体的裂隙演化,建立弹性损伤本构模型,对单一煤层分步开采过程进行模拟并研究其损伤演化规律。研究表明,随着工作面的推进,损伤不断扩展,覆岩损伤场的分布形态沿走向由"拱形"向"马鞍形"转变。上覆岩层水平方向中部观测线上,随岩层深度的增加,观测到的初始损伤值减小,损伤增长剧烈程度增加。; 师访程红梅许爱斌; 关键词：岩石力学 ANSYS 二次开发

无界平面弹性问题的自然边界元与有限元的直接耦合法: 本文首先介绍了自然边界元与有限元耦合法的优越性，然后探讨了无界平面弹性问题的自然边界元与有限元直接耦合法的原理与实现方法。然后以带方形孔洞的无界平面弹性问题为例加以说明，耦合法的计算结果与单独使用有限元的结果相比较，验证...; 赵慧明陈家瑞杨志玉师访; 关键词：有限元法自然边界元耦合法; 文献传递

基于XFEM的垂直于双材料界面的裂纹扩展问题: 2014年; 基于扩展有限元法,提出了双材料界面上垂向裂纹应力强度因子的计算方案。导出由6项组成的新型裂纹尖端位移增强函数,基于裂尖应力场和位移场的解析解,建立路径无关Jkε积分与应力强度因子KI、KII的关系式,利用扩展有限元法计算Jkε积分,通过上述关系式求得应力强度因子,用最大周向应力准则确定裂纹扩展角θp。数值计算表明,Jkε积分与XFEM结合可有效解决垂直于双材料界面的裂纹扩展问题;当裂纹由弹模较小材料朝着弹模较大材料扩展时,裂纹扩展角θp较小,而由弹模较大材料朝着弹模较小材料扩展时,θp较大;4点弯曲试验结果表明,裂纹扩展角θp与界面两侧材料的泊松比比值v1/v2无关,而与弹性模量比值的对数lg(E1/E2)成指数关系。; 师访高峰高亚楠; 关键词：J积分双材料界面

正交各向异性岩体裂纹扩展的扩展有限元方法研究被引量：13: 2014年; 石油开采和非常规天然气开采等领域经常遇到页岩、砂岩等沉积岩,这类岩石材料往往具有正交各向异性特征。采用扩展有限元方法研究了正交各向异性岩体裂纹扩展问题,并基于Matlab平台编写了数值计算程序Betaxfem2D。将由复变函数法得到的裂纹尖端渐进位移场作为裂尖位移增强函数,用相互作用积分法计算混合模式应力强度因子,采用修改后的最大周向拉应力扩展准则确定裂纹扩展方向。与传统有限元方法的对比表明,扩展有限元方法达到相同计算精度需要的自由度少,节省计算机时。分别采用扩展有限元程序和传统有限元程序模拟了岩石试件4点弯曲试验,二者所得结果一致。数值试验表明:随着正交材料坐标系与空间坐标系夹角α的增大,裂纹扩展方向角?按照周期为?的近似正弦函数的规律变化;保持剪切模量和泊松比不变时,正弦函数的值域随着弹性模量比值E1/E2的减小而缩小,但相位基本保持不变;研究沉积岩断裂力学问题时,岩石的正交各向异性特征不可忽略。; 师访高峰杨玉贵; 关键词：正交各向异性

自然边界元与有限元的耦合及其应用: 2009年; 为了提高计算速度和有效地减少计算量,基于无限平面弹性问题的自然边界元与普通有限元的耦合方法,提出了一种在工程分析软件ANSYS下的实现方式;详细介绍了耦合方法的理论依据及其在ANSYS下的具体实现步骤;用这种耦合方法研究了地下拱形巷道围岩应力的计算问题,并将耦合法计算结果与ANSYS软件计算所得到的结果进行对比分析.结果表明,耦合法计算稳定,计算结果准确可靠,在半径10 m的情况下使用耦合法计算的结果精度与在半径200 m的情况下单独使用ANSYS计算的结果精度相当;同时,耦合法较普通有限元算法收敛速度更快,计算量更小.; 陈家瑞赵慧明臧彤师访; 关键词：自然边界元有限元耦合法巷道围岩应力

支护阻力作用下围岩稳定性分析的自然边界元方法: <正>研究了在支护阻力作用下围岩应力计算的自然边界元方法和自然边界元与有限元的耦合法:(1)对于简单的圆形巷道的围岩,看作是圆外无界区域,其应力的计算可; 赵慧明董正筑陈家瑞师访臧彤; 文献传递

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师访