[發明專利]一種基于Excel求解鄧肯-張雙曲線模型中參數的方法

有效

• 申請號: 201910152327.3
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109918758B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 阮波;丁茴;陳洋;阮晨希;鄭世龍
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 黃志興;趙東方

1.一種基于Excel求解鄧肯-張雙曲線模型中參數的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將三軸壓縮試驗原始數據導入到Excel工作表中，所述原始數據包括軸向位移、鋼環變形、孔隙壓力和體積變化；

(2)利用Excel對四種圍壓下三軸壓縮試驗原始數據進行處理，得到四種圍壓下三軸壓縮試驗最基本指標，所述最基本指標包括主應力差、軸向應變和側向應變；

(3)利用Excel計算公式對四種圍壓下三軸壓縮試驗最基本指標進行計算得到四種圍壓下三軸壓縮試驗初始指標；

(4)利用Excel計算公式對四種圍壓下三軸壓縮試驗最基本指標和四種圍壓下破壞主應力差進行計算，得到部分鄧肯-張雙曲線模型的模型參數及第一部分輔助參數；

(5)利用Excel計算公式對四種圍壓下三軸壓縮試驗最基本指標進行計算，得到四種圍壓下莫爾應力圓參數；

(6)利用四種圍壓下莫爾應力圓參數編輯目標函數表達式，利用Excel軟件規劃求解功能求解出目標函數中k、b兩個變量，利用k、b兩個變量求解出三軸壓縮試驗抗剪強度指標；

(7)利用Excel計算公式對步驟4)中部分鄧肯-張雙曲線模型的第一部分輔助參數進行計算，得到鄧肯-張雙曲線模型的第二部分輔助參數；

(8)利用Excel計算公式對鄧肯-張雙曲線模型的第二部分輔助參數進行計算，再加上步驟6)中計算得到的三軸壓縮試驗抗剪強度指標，求得全部鄧肯-張雙曲線模型的模型參數，所述全部鄧肯-張雙曲線模型的模型參數包括：模型參數D、內摩擦角、黏聚力、破壞比、模型參數K、模型參數n、模型參數G和模型參數F；

(9)利用Excel計算公式對步驟5)中四種圍壓下莫爾應力圓參數進行處理得到四種圍壓一系列莫爾應力圓坐標點，選中四種圍壓一系列莫爾應力圓坐標點，利用Excel繪圖功能在同一圖上自動繪出四種圍壓莫爾應力圓；

(10)結合步驟(5)中四種圍壓下莫爾應力圓參數和步驟(6)中三軸壓縮試驗抗剪強度指標，利用Excel計算公式進行處理得到一系列強度包線坐標點，選中一系列強度包線坐標點，利用Excel繪圖功能在步驟(9)圖上自動繪出強度包線。

2.根據權利要求1所述的基于Excel求解鄧肯-張雙曲線模型中參數的方法，其特征在于，步驟(3)所述四種圍壓下三軸壓縮試驗初始指標包括：軸向應變與主應力差之比和側向應變與軸向應變之比。

3.根據權利要求1所述的基于Excel求解鄧肯-張雙曲線模型中參數的方法，其特征在于，步驟(4)所述部分鄧肯-張雙曲線模型的模型參數及第一部分輔助參數包括：模型參數D、軸向應變與主應力差之比-軸向應變直線的截距(a)、軸向應變與主應力差之比-軸向應變直線的斜率(d)、初始泊松比、輔助參數A、輔助參數B和破壞主應力差。

4.根據權利要求1所述的基于Excel求解鄧肯-張雙曲線模型中參數的方法，其特征在于，步驟(5)所述四種圍壓下莫爾應力圓參數包括：軸向主應力、莫爾應力圓圓心坐標和莫爾應力圓半徑。

5.根據權利要求1所述的基于Excel求解鄧肯-張雙曲線模型中參數的方法，其特征在于，步驟(6)所述三軸壓縮試驗抗剪強度指標包括：內摩擦角和黏聚力。

6.根據權利要求1所述的基于Excel求解鄧肯-張雙曲線模型中參數的方法，其特征在于，步驟(7)所述全部鄧肯-張雙曲線模型的第二部分輔助參數包括：起始變形模量、極限主應力差、起始變形模量比大氣壓取對數值和圍壓比大氣壓取對數值。

7.根據權利要求2所述的基于Excel求解鄧肯-張雙曲線模型中參數的方法，其特征在于，步驟(3)所述四種圍壓下三軸壓縮試驗初始指標的計算公式如下：

軸向應變與主應力差之比＝軸向應變/主應力差；

側向應變與軸向應變之比＝側向應變/軸向應變。