模拟岩石压剪状态下主次裂纹萌生开裂的扩展有限元法

作者：师访; 高峰; 李玺茹; 沈晓明

来源：岩土力学, 2014, (06): 1809-1817.

DOI：10.16285/j.rsm.2014.06.004

• 扩展有限元法
• 岩石
• 分叉裂纹
• 裂纹扩展 extended finite element method
• rock
• branched crack
• crack propagation

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。

• 出版日期2014
• 单位中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）