[發明專利]一種粘土結構物裂縫擴展深度的定量計算方法

無效

• 申請號: 200910089087.3
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101614537A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 李全明;張丙印;王云海;鐘茂華;張興凱;謝旭陽;趙軍;馬海濤;付士根;王慶
• 申請（專利權）人: 中國安全生產科學研究院
• 主分類號: G01B21/18
• 分類號: G01B21/18;G01N3/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡小永

1、一種粘土結構物裂縫擴展深度的定量計算方法，其特征在于，該方法包括：

S1、用一條含密集、平行裂縫的斷裂帶來描述粘土結構物的宏觀裂縫；

S2、利用粘土材料的拉伸實驗，求解粘土結構物斷裂帶抵抗裂縫擴展能力的斷裂能和抗拉強度；

S3、利用所求解的斷裂能指標，求解粘土結構物斷裂帶尺寸；

S4、根據所述斷裂帶尺寸，劃分單元網格；

S5、利用有限元計算方法，對所劃分的每個單元網格計算受力變形，獲得某縫面作用力下的裂縫擴展深度。

2、如權利要求1所述的粘土結構物裂縫擴展深度的定量計算方法，其特征在于，所述步驟S5包括：

S5-1、根據開裂準則，判斷每個單元網格是否開裂；

S5-2、若沒有開裂，則利用整體坐標系下的各向同性非線性彈性模型表示應力應變的非線性關系；

若已開裂，則利用局部坐標系下的各向異性鈍斷裂帶模型描述該單元的開裂后的非線性關系；

S5-3、通過整體坐標系與局部坐標系轉換矩陣，將開裂后的單元網格的非線性關系轉化為整體坐標系的關系，獲得某縫面作用力下的裂縫擴展深度。

3、如權利要求2所述的粘土結構物裂縫擴展深度的定量計算方法，其特征在于，所述步驟S5-1的開裂準則為當單元網格的最小主應力達到抗拉強度時，粘土材料會發生拉伸破壞，并在垂直于最小主應力的方向發生裂縫。

4、如權利要求2所述的粘土結構物裂縫擴展深度的定量計算方法，其特征在于，所述步驟S5-2中的各向同性非線性彈性模型為：

ΔσxΔσyΔτxy=Et(1-v)(1+v)(1-2v)Etv(1+v)(1-2v)0Etv(1+v)(1-2v)Et(1-v)(1+v)(1-2v)000GΔϵxΔϵyΔγxy]]>

其中：Δδ_x、Δδ_y、Δτ_xy分別為平面應變下單元網格的水平應力增量、垂直應力增量、剪應力增量；Δε_x、Δε_y、Δγ_xy分別為平面應變下單元網格的水平應變增量、垂直應變增量、剪應變增量；v為泊松比；G為剪切模量；E_t為切線彈性模量，計算公式為：

Et=E-EA1(ϵϵf)B1-EA1B1(ϵϵf)B1.]]>