土受内压冲击作用破坏过程的近场动力学模拟

来源 :第十届南方计算力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hu8245
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  研究土在高速冲击作用下的动态力学响应与渐进式破坏过程在地质力学、地质物理学等领域的应用具有非常重要的意义。传统的计算方法在用于解决高速冲击的破坏问题时,存在各种各样的难题,如,需要计算裂纹尖端应力场,需要记录裂纹扩展路径,需要预知裂纹扩展方向,对于复杂开裂以及裂纹相互作用等问题显得捉襟见肘。本文采用基于态的近场动力学理论,结合经典弹塑性Drucker-Prager 本构,建立了干燥土和饱和土的非线性近场动力学理论模型,并可用于高速冲击作用下的破坏机理研究。首先,由近场动力学理论出发,构建了非局域形函数矩阵与应变梯度;接着在近场动力学理论中实现了有限变形(大变形)下的Drucker-Prager 本构更新。此外,推导了U-p 公式在近场动力学中的表达形式,并用其来描述饱和土中的孔隙流体。通过一系列的数值验证,和与实验值及理论解的对比,验证了本文提出的模型的正确性。最后,通过对土体受到内压冲击作用下的破坏进行近场动力学数值模拟,得到整个土材料的渐进式破坏过程和机理。结果显示,本文提出的理论模型可用于土的压缩以及内压冲击作用下的复杂破坏过程。
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