內容簡介
本書主要針對岩體水力劈裂問題開展研究，首先研究了擴展有限單元法中裂紋面間的接觸問題和多裂紋擴展問題；然後分別基於耦合和非耦合模型建立了模擬水力劈裂的擴展有限單元法模型，編制相應的程式，模擬岩體水力劈裂過程；最後套用於某地下隧洞水力劈裂分析。
目錄
前言
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 水力劈裂的研究進展
1.2.1 水力劈裂的實驗研究
1.2.2 水力劈裂的理論研究
1.2.3 水力劈裂的數值模擬研究
1.3 擴展有限單元法的研究進展
1.3.1 裂紋面接觸條件的施加
1.3.2 裂紋附近精度的提高
1.3.3 多裂紋分析
1.4 本書的主要研究成果
第2章 摩擦接觸問題的擴展有限單元法
2.1 引言
2.2 摩擦接觸問題的描述
2.2.1 控制方程
2.2.2 小變形下的接觸問題
2.2.3 增廣型Lagrange乘子法求解接觸問題
2.3 擴展有限單元法的基本原理
2.3.1 單位分解法
2.3.2 水平集法
2.3.3 位移模式
2.3.4 支配方程
2.3.5 加強函式的偏導數計算
2.4 積分方案
2.5 應力強度因子的計算
2.6 數值算例
2.6.1 含中心水平裂紋的無限大板
2.6.2 含水平貫穿裂紋的板
2.6.3 含傾斜的貫穿裂紋板
2.7 本章小結
第3章 多裂紋擴展的擴展有限單元法
3.1 引言
3.2 多裂紋問題的描述
3.2.1 控制方程
3.2.2 多裂紋體的擴展有限單元法
3.2.3 支配方程
3.3 積分方案
3.4 多裂紋的擴展準則
3.4.1 應力強度因子的計算
3.4.2 擴展準則
3.4.3 裂紋匯合準則
3.5 數值算例
3.5.1 有限大板中的交叉裂紋
3.5.2 裂紋擴展中的交叉問題
3.5.3 壓力作用下的雙裂紋擴展
3.5.4 受壓裂紋擴展
3.6 本章小結
第4章 非耦合模型的水力劈裂分析
4.1 引言
4.2 水力劈裂控制方程
4.3 擴展有限單元法的位移逼近
4.4 支配方程
4.5 裂紋擴展準則
4.5.1 應力強度因子的計算
4.5.2 斷裂準則
4.6 擴展有限單元法實施流程
4.7 數值驗證
4.7.1 邊裂紋板
4.7.2 無限大板中的水力裂紋
4.8 數值算例
4.8.1 水力裂紋對自然裂紋的影響
4.8.2 自然裂紋對水力裂紋擴展路徑的影響
4.9 本章小結
第5章 耦合模型的水力劈裂分析
5.1 引言
5.2 水力劈裂的耦合方程
5.2.1 控制方程
5.2.2 流動方程
5.3 位移場的擴展有限單元法逼近
5.4 流體流動和岩體變形的耦合方程的求解
5.5 裂紋擴展準則
5.5.1 應力強度因子的計算
5.5.2 斷裂準則
5.6 水力劈裂數值模擬流程
5.7 數值驗證
5.8 數值算例
5.8.1 單裂紋的水力劈裂
5.8.2 含有水力裂紋和自然裂紋的岩體
5.8.3 中心傾斜水力裂紋的擴展
5.9 本章小結
第6章 岩體水力劈裂的實例研究
6.1 引言
6.2 蟠龍抽水蓄能電站地下隧洞水力劈裂分析
6.2.1 隧洞穩定性分析
6.2.2 隧洞的水力劈裂分析
6.3 本章小結
參考文獻
