考虑尺寸效应的岩石结构面损伤统计本构模型的构建方法

    公开(公告)号:CN110135113A

    公开(公告)日:2019-08-16

    申请号:CN201910486492.2

    申请日:2019-06-05

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑尺寸效应的岩石结构面损伤统计本构模型的构建方法,先将结构面简化为等效薄层,根据薄层中损伤细观微元体的数目和细观微元体的总数确定损伤变量;其次得到细观单元体的破坏概率密度函数;然后确立合理的损伤起始阶段,模拟结构面受荷情况,得到剪切作用下结构面的统计损伤本构模型;接着根据剪切过程中受力平衡,确立名义剪应力、未损伤微元体承担的有效剪切应力、损伤微元体承担的剪切应力之间的关系,得到剪切变形过程结构面的损伤演化模型和结构面剪切变形损伤本构模型;再确定所述结构面剪切变形损伤本构模型参数m、u0,基于参数与尺寸之间的非线性关系,建立一个考虑尺寸效应的结构面剪切本构模型;最后验证正确性。

    一种考虑节理宏细观形貌的剪切强度模型的构建方法

    公开(公告)号:CN114036710B

    公开(公告)日:2024-10-22

    申请号:CN202111105382.0

    申请日:2021-09-22

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑节理宏细观形貌的剪切强度模型的构建方法,其包括如下步骤:获取节理试样节理表面二维轮廓线;获取节理表面形貌离散处理图像及节理表面二维轮廓线的坐标数据矩阵;获取节理宏观起伏度特征;获取节理细观粗糙度特征;获取节理峰值剪胀角ip与节理宏观起伏度特征及节理细观粗糙度特征的关系;将节理峰值剪胀角ip代入经典Patton强度模型中,获取考虑节理宏细观形貌的剪切强度模型。本发明通过分离出节理宏观起伏度特征分量及节理细观粗糙度特征分量,实现对节理宏观形貌及节理细观形貌的分离重构,并分别考虑节理宏观起伏度特征、细观粗糙度特征对节理剪胀的贡献,进而建立考虑节理宏细观形貌的剪切强度模型,能够有效预测节理剪切强度。

    一种岩土材料本构模型建立方法

    公开(公告)号:CN114357564B

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202111462318.8

    申请日:2021-12-02

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种岩土材料本构模型建立方法,包括进行单轴压缩试验,基于轴向应力差确定压密点和屈服点;基于孔隙的压实特性,计算岩石基质的轴向应变和孔隙的轴向应变,建立多级加载后,屈服点之前的本构模型;通过基于屈服点修正的宏观应变的概率密度函数,建立屈服点之后的本构模型;结合屈服点之前的本构模型和屈服点之后的本构模型,完成岩土材料本构模型的建立。本发明利用对岩石压密阶段的分析,并采用了屈服点对现有应变的概率密度函数进行修正,与试验结果吻合较好,保证了对岩石压缩变形行为描述的精确性,尤其适用于岩土工程领域的理论建模以及工程稳定性分析。

    任意尺度边坡等精度安全系数计算方法及网格划分方法

    公开(公告)号:CN111931272B

    公开(公告)日:2022-09-16

    申请号:CN202010687538.X

    申请日:2020-07-16

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种任意尺度边坡等精度安全系数计算方法,包括获取边坡安全系数理论值;计算目标误差下的边坡安全系数相对值;计算得到网格高度;改变计算模型的边坡高度,重复上述步骤得到任意边坡高度下目标误差下进行边坡稳定性分析的相对坡高比;改变计算模型的边坡角度,重复上述步骤得到任意边坡角度下目标误差下进行边坡稳定性分析的相对坡高比;根据相对坡高比数据计算得到任意尺度边坡等精度安全系数。本发明还公开了包括所述任意尺度边坡等精度安全系数计算方法的网格划分方法。本发明能够从理论上准确计算边坡安全系数,还可以实现多尺度边坡稳定性等精度分析,方法简单,易于操作,可靠性高、实用性好且简单易行。

    非均布法向荷载结构面直剪试验方法及辅助加载装置

    公开(公告)号:CN110044731B

    公开(公告)日:2021-12-07

    申请号:CN201910356014.X

    申请日:2019-04-29

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种非均布法向荷载结构面直剪试验方法及辅助加载装置,方法为,首先确定荷载的分布形式,其次根据荷载的分布形式确定加载用刚性压条的刚度分布序列,然后根据刚度分布选定不同刚度的刚性压条,接着将各刚性压条按刚度分布序列排序,再由排序后各刚性压条所承受的法向荷载σi确定加载设备所需施加的法向荷载值σ,再测量节理面粗糙度系数(JRC)、节理的单轴抗压强度值(JCS)和节理面的摩擦角,确定节理剪切强度经验(JRC‑JCS)模型公式,最后在整个节理面上的法向应力区间内对JRC‑JCS模型进行积分即可得到非均布法向载荷作用下结构面剪切强度。辅助加载装置利用不同刚度的刚性压条在相同变形时受力不同的原理,将法向荷载转化为非均布荷载。

    一种岩石在三轴压缩条件下破坏准则的构建方法

    公开(公告)号:CN112014213B

    公开(公告)日:2021-09-28

    申请号:CN202010909092.0

    申请日:2020-09-02

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种岩石在三轴压缩条件下破坏准则的构建方法,包括以下步骤:S1、针对线性Mohr‑Coulomb准则存在高估低围压段峰值强度,无法表征高围压段岩石破坏非线性特征的问题,依托Mohr‑Coulomb准则与内摩擦角φ构建新的中间变量S2、基于理论分析与试验结果分析,建立中间变量X随围压σ3变化的合理的函数表达式;S3、将中间变量带入Mohr‑Coulomb准则中,经过参数替换得到一个新的用于岩石常规三轴受压分析的经验破坏准则表达式;S4、采用多种岩石的试验数据对本发明所建立准则进行验证,并通过与现有五种常用准则的对比证明本发明所建立准则的优越性。

    针对锁固段结构的边坡安全系数计算方法及失稳判断方法

    公开(公告)号:CN112307549A

    公开(公告)日:2021-02-02

    申请号:CN202011204949.5

    申请日:2020-11-02

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种针对锁固段结构的边坡安全系数计算方法,包括将待分析的锁固段岩体边坡划分为若干岩块;计算得到岩质块体的内能耗散、锁固段所积累的最大弹性应变能和锁固段的变形速率和内能耗散功率;将虚速度和内能耗散、最大弹性应变能、变形速率和内能耗散功率进行联立求解;计算得到针对锁固段结构的边坡安全系数。本发明还公开了一种包括所述针对锁固段结构的边坡安全系数计算方法的失稳判断方法。本发明方法能够针对锁固段结构的边坡安全系数进行计算并进行失稳判断,而且可靠性高、实用性好且稳定有效。

    非均布法向荷载结构面直剪试验方法及辅助加载装置

    公开(公告)号:CN110044731A

    公开(公告)日:2019-07-23

    申请号:CN201910356014.X

    申请日:2019-04-29

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种非均布法向荷载结构面直剪试验方法及辅助加载装置,方法为,首先确定荷载的分布形式,其次根据荷载的分布形式确定加载用刚性压条的刚度分布序列,然后根据刚度分布选定不同刚度的刚性压条,接着将各刚性压条按刚度分布序列排序,再由排序后各刚性压条所承受的法向荷载σi确定加载设备所需施加的法向荷载值σ,再测量节理面粗糙度系数(JRC)、节理的单轴抗压强度值(JCS)和节理面的摩擦角,确定节理剪切强度经验(JRC-JCS)模型公式,最后在整个节理面上的法向应力区间内对JRC-JCS模型进行积分即可得到非均布法向载荷作用下结构面剪切强度。辅助加载装置利用不同刚度的刚性压条在相同变形时受力不同的原理,将法向荷载转化为非均布荷载。

Patent Agency Ranking