脆性材料界面非线性破裂演化过程研究

摘要

界面研究以其复杂性和极具挑战性成为了近年来研究的热点。本文主要用计算机模拟脆性材料的界面软弱层的剪压破坏过程。研究分为两个部分：一是界面短时剪压破坏，二是界面受剪压蠕变。本文改进元胞自动机模型，引入物理量和弹性力学解析解替代元胞自动机模型中的应力分配模式，建立了一个新的计算模型。利用这个新的模型，本文模拟了岩石界面软弱层压剪的力位移曲线，界面破裂演化过程，声发射现象，并模拟了地震中著名的GR公式。本文利用Matlab软件建立了岩石界面二维压剪断裂程序。在模拟中创新的考虑到了界面材料的非均匀性对界面非线性破裂的影响，并利用威布尔分布规律来模拟材料的非均匀性。
　　模拟结果表明：首先材料的非均匀性对界面的非线性破裂起到至关重要的影响，界面材料越不均匀界面的整体强度越低，同时界面材料的延性增大，前期破裂的单元数量较大且分布较均匀，声发射在前期强度也较小。其次界面的厚度，单元划分的多少，岩石的摩擦系数和单元受到的压应力等对界面的破坏过程也有很大的影响。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 界面问题的研究现状

1.3 有时间有关的界面破坏问题的研究现状

1.4 本文的研究思路及内容

参考文献

第二章 脆性材料非线性界面剪切演化模拟

2.1 模型的建立

2.2模型求解

2.3 结果处理

2.4 算例

2.5 本章小结

参考文献

第三章 与时间有关的脆性材料非线性界面抗剪破坏模拟

3.1 蠕变模型的建立

3.2模型求解

3.2 结果的处理

3.3 算例

3.4 本章小结

参考文献

第四章 总结与展望

4.1 界面短时荷载下破裂总结

4.2 界面剪切蠕变的模拟总结

4.3 展望

致谢