申请/专利权人：山东大学

申请日：2020-08-25

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN112131709B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2021.01.12#实质审查的生效;2020.12.25#公开

摘要：本公开提出了一种基于近场动力学本构模型的节理岩体力学仿真方法及系统，所述方案将物质点键划分为即岩石键、节理键和裂隙键三种类型，基于强度折减理论构建三种近场动力学键的统一表达格式，并且在运动方程中引入表征岩体压缩性质的短程排斥力，建立了近场动力学节理岩体本构模型；将岩体结构模型的计算区域随机离散成有限数量的带有一定体积信息的物质点，选择合适的近场作用范围，形成所有物质点的邻域矩阵，根据节理分布参数及物质点空间坐标关系，利用向量叉乘判断物质点键是否穿越节理或者裂隙，并进行相应处理；采用自适应动态松弛算法，迭代求解物质点速度和位移，实现了节理岩体变形破坏过程的近场动力学仿真。

主权项：1.基于近场动力学本构模型的节理岩体力学仿真方法,其特征在于，包括：根据获取的地质信息构建岩体结构模型；将物质点键划分为岩石键、节理键和裂隙键三种类型，并基于强度折减理论，通过将节理强度与岩石强度的比值定义为强度折减系数，构建三种类型的统一表达格式:f＝λ1λ2…λncsμ≈λπcsμ；其中，f为近场动力学物质点间相互作用力，λ为强度折减系数，n表示穿越的节理数量，c微观弹性模量，s为键的伸长率，μ为表征键破坏情况的标量函数；在近场动力学运动方程中引入短程排斥力，建立近场动力学节理岩体本构模型；为计算区域设定边界条件和位移约束；采用自适应动态松弛算法，对所述近场动力学节理岩体本构模型迭代求解，获得物质点速度和位移，实现节理岩体变形破坏过程的进场动力学仿真；对所述岩体结构模型进行处理，不再将计算区域进行均匀离散，将岩体结构模型的待计算区域随机离散成预设数量的带有体积信息的物质点，设定预设的近场作用范围，形成所有物质点的邻域矩阵，根据节理分布参数及物质点空间坐标关系，利用向量叉乘判断物质点键是否穿越节理或者裂隙，对于穿越节理或者裂隙的键赋予强度折减系数，对于不穿越节理或者裂隙的键则不作处理，形成节理岩体的近场动力学建模方法；所述计算区域的随机离散具体包括，在所述岩体结构模型的待计算区域中采用均匀随机函数生成预设数量的且保持预设距离的结点，通过Delaunay三角函数构建三角形网格将计算区域随机划分为一定数量的网格单元；通过形心计算，将每一个网格所代表的空间体积集中到其形心处，从而将计算区域随机离散成有限数量的带有一定物性信息的空间物质点，并生成物质点的空间坐标矩阵；所述的自适应动态松弛算法，是指通过设置虚拟阻尼和虚拟质量，将近场动力学控制方程转换成常微分方程形式的运动方程，迭代求解物质点速度和位移；常微分方程形式的运动方程是指计算区域任意物质点力与位移的关系；所述迭代求解过程中，判断所有物质点的键是否满足破坏条件，并记录局部损伤情况，直至计算结束；所述的局部损伤是指，在迭代求解过程中，物质点键发生断裂后，剩余完整键的数目与初始键数目的比值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东大学 基于近场动力学本构模型的节理岩体力学仿真方法及系统

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