岩石力学数值试验实验报告

GUIZHOUUNIVERSITY岩石力学数值试验实验报告姓名：郑周立学号：1108010103班级：采矿111班指导教师：左宇军同组人：郑周立、周义现、胡斌、朱红伟、高言、王坤实验名称:圆孔对岩石力学性质影响的数值加载试验2014年5月16日圆孔对岩石力学性质影响的数值加载试验一、实验目的：通过对RFPA2D学习，知道RFPA2D基本使用方法。了解RFPA2D模拟试验的条件和RFPA2D的基本功能。通过操作端部效应对岩石力学性质影响的数值实验，了解每一步操作以及岩石破裂过程，最终完成实验得到结果。二、实验原理：RFPA-2D是一种基于有限元应力分析和统计损伤理论的材料破裂过程分析数值计算方法，是一个能够模拟材料渐进破裂直至失稳全过程的数值试验工具。三、1、试样尺寸：100mm*51mm2、基元数：100*513、应力分析模式：平面应变4、圆孔：半径10mm5、加载方式：单轴压缩6、加载条件：竖向位移加载7、均质度m=28、加载量：每步0.002mm9、实验内容:（1）、应力-应变曲线；（2）、强度；（3）、破坏模式四、实验内容：（一）、操作步骤：第一步启动RFPA，新建模型建立存放的根日录第二步划分网格，单击在弹出的窗口中设置模型的大小，单击确定第三步选择施加荷载模式...（二）实验结果弹性模量图第1步■■J弹性模量图第7步（开始横向破坏）第32步（彻底破坏）■3.942e+0101.000e-008弹性模量图1.577e+0111.183e+0117.885e+010■3.942e+0101.000e-008弹性模量图1.577e+0111.183e+0117.885e+010第200步最大剪应力图第1步9.525e+006.IT.144e+0064.762e+0062.381e+0062.050e-008剪应力(Pa)第33步（彻底破坏）第200步最大主应力图1.271e+00719.532e+0066.354e+0063.177e+0062.050—008剪应力(Pa)_1.251e+00719.381e+0066.254e+0063.127e+0063.162e-010再应力(Pa)_1.236e+00619.266e+0056.178e+0053.089e+0053.035e-014剪应力(Pa)1.905e+0071.429e+0079.525e+0064.762e+006-0.000e+000最大主应力（Pa）第3步（开始破坏）6.275e+006|4.706e+0063.138e+0061.569e+006-0.000e+000最大主应力（Pa）第32步（彻底破坏）1.494e+0071.120e+0077.469e+0063.735e+006-0.000e+000最大主应力（Pa）第200步1.721e+0061.290e+0068.603e+0054.301e+005-0.000e+000最大主应力(Pa)最小主应力图-0.000e+000-1.389e+006-2.777e+006-4.166e+006-5.554e+006最小主应力(Pa)第4步(开始破坏)-0.000e+0001-6.354e+006-1.271e+007-1.906e+007-2.542e+007最小主应力(Pa)第200步应力/力-加载步曲线a.J.J.LLl.l.J.b.l.Y-tJ-l-l-lYY-J-JFy9e+000ae+uuuie+uuu/e+uuu^e+uuuue+uuuqe+uuuse-uuiue-uuibe-uuioe-uuioe-uuiie+uuube+uuuae+uuuje+uuuoe+uuu^e+uuuoe+uuuue+uuufle+uuu应力(MPa)102030405060708090101112131415161718192矍丫方向应力加载步曲线位移/应变-加载步曲线在本试验中破坏的模式有脆性破坏和剪切破坏。五、实验心得这次试验是端部效应对岩石性质影响的数值实验，在实验中尤其注重对垫板的性质不同而产生的滑动条件下，不同垫板的弹性模量对岩石力学的影响，垫板刚度和试样刚度是很重要的，不能忘记输入，在加载方式里，设置好加载条件以，加载量，缺一不可。每一步都需要认真对待才能很好的完成实验。在这门课中以及实验中我收获很多，从书本学习到实际操作，从实际操作到获得结果。这个过程是不容易的，由于这个软件不是太熟悉，所以我不断操作，不断实验和请教同学，最后才得以完成，所以这个实验是不容易的。在岩石力学教学中，岩石的拉、压、剪基本实验及岩石的破裂与失稳过程是一个重要的基本教学内容。由于岩石材料的非均匀性、非连续性，以及外载荷作用下微缺陷之间相互作用的复杂性，现有的解析方法尚缺少有效的手段对此过程进行研究，理论上很难对岩石的破裂与失稳过程做准确的描述。因此，目前有关岩石破裂与失稳过程的研究，仍然主要依赖于现场观测和实验物理实验。现场观测对工程而言是非常必要的，但由于这种方法受到现场条件、人力、物力和人力的限制，很难在教学中得到充分利用；物理实验虽直观，但有关岩石破裂过程现象的复杂性，以及实验室观测手段、经费等条件限制，通常的岩石力学教学很难通过大量的物理实验向学生直观演示各种岩石变形、破坏的复杂现象。因此，数值试验方法可能补充常规的实验教学，达到岩石力学辅导学习的目的。我们的实验是端部效应对岩石力学性质影响的数值实验，本实验的难度在于多次输入垫板刚度/式样刚度的值不一样。垫板泊松比/式样泊松比也不同，是个难点。在加载步数中观察也是一个很重要的过程，每个人观察的结果和确定的过程也是不同所以造成实验结果大有不同。而出现这些问题之后，我们小组成员互相商量，问题出现在哪里怎样解决问题。另外，在试验中最后我觉得团队合作也是个很重要的事情，缺乏了团队合作，就缺乏工作