基于扩展有限元模拟层状岩石断裂韧性的方法

摘要

本发明公开了一种基于扩展有限元模拟层状岩石断裂韧性的方法，包括：建立基于扩展有限元模拟断裂韧性的巴西圆盘数值模型；模拟计算裂纹的起裂以及扩展；定义横观各向同性材料描述岩体中的层理分布特征，将各向同性的摩尔‑库伦准则推广至各向异性层状岩体；以岩石裂纹模拟的初始临界损伤准则为最大主应力准则，基于能量的损伤演化类型，确定损伤演化和损伤稳定粘性参数，指定岩石层理、基质以及裂纹的接触作用，最后施加边界条件；提取分析计算结果，计算巴西圆盘数值模拟的断裂韧性，对比室内试验的巴西圆盘断裂韧性值，并针对巴西圆盘的裂纹扩展，对比分析数值与实际试验中的裂缝扩展情况。最终实现对裂缝扩展路径以及断裂韧性值的精确模拟。