Numerical simulation of multiple-crack growth under compressive loads
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摘要: 基于扩展有限元法，本文建立了压应力状态下多裂纹扩展过程数值模拟方法。该方法采用罚函数法考虑裂纹面的摩擦，然后对刚度矩阵和荷载列阵进行修正，通过迭代计算可以得到压应力状态下裂纹的扩展路径及应力场。本文的单元形函数中包含有间断函数和裂尖富集化函数，因此裂纹的扩展路径与网格无关，从而避免了裂纹扩展计算过程中不断对网格重新划分。由于考虑了裂纹闭合的影响，本文的数值模拟方法适用于岩土工程中常见的压剪应力状态多裂纹扩展。最后，将本文的数值模拟结果与相似模型试验结果进行对比，分析表明本文的数值模拟方法与相似模型试验结果接近，验证了本数值模拟方法的可行性。Abstract: 基于扩展有限元法，建立了压应力状态下多裂纹扩展过程数值模拟方法。该方法采用罚函数法考虑裂纹面的摩擦，然后对刚度矩阵和荷载列阵进行修正，通过迭代计算可以得到压应力状态下裂纹的扩展路径及应力场。单元形函数中包含有间断函数和裂尖富集化函数，因此裂纹的扩展路径与网格无关，从而避免了裂纹扩展计算过程中不断对网格重新划分。由于考虑了裂纹闭合的影响，此数值模拟方法适用于岩土工程中常见的压剪应力状态多裂纹扩展。最后，将此数值模拟结果与相似模型试验结果进行对比，分析表明与相似模型试验结果接近，验证了此数值模拟方法的可行性。
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Keywords:
- compressive load /
- multiple crack /
- crack growth /
- numerical simulation /
- penalty method
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