《多尺度損傷本構模型及其在岩土力學中的套用》是依託河海大學，由朱其志擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多尺度損傷本構模型及其在岩土力學中的套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱其志
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多尺度方法致力於從材料的細觀結構及其變化等信息來描述和模擬其巨觀的物理力學行為。例如基於顆粒間的受力網路、接觸和滑移可以建立顆粒材料巨觀的應力-應變關係。對於裂隙岩體，基於均質化理論的細觀損傷本構模型能夠有效描述裂紋的發展、空間分布、張開或閉合狀態以及裂隙面的摩擦等複雜現象，因而更適於模擬材料的各向異性和非線性力學行為。多尺度方法已被認為是研究材料本構的有效工具。本項目擬在連續損傷本構理論方面開展探索性研究，力求解決以下三個理論套用問題：1、建立現象學損傷模型和細觀損傷模型之間的內在聯繫，結合兩類損傷模型的優點發展新的損傷模型，基於均質化方法，實現損傷摩擦耦合模型向水-熱-力學多場耦合模型的擴展；2、探索損傷非局部化的新方法，消除結構計算中由於應變軟化引起的格線依賴現象；3、發展一種多尺度數值方法，模擬從材料損傷到結構破壞的非線性過程。
結題摘要
多尺度模擬是近年來岩土材料研究領域的熱點之一。青年基金項目“多尺度損傷本構模型及其在岩土力學中的套用”是本人在岩土材料多尺度本構理論研究方面的拓展和深化。研究內容主要包括裂隙岩石多尺度非局部化損傷本構理論、基於實驗數據的數值模擬以及相關的多尺度數值方法等三個方面。通過三年的努力，項目研究圓滿完成了各項任務，提出了一個僅包含五個參數的各向異性單邊損傷摩擦耦合模型，開展了水力耦合和時效變形本構模型研究，研製了相關的數值程式，基於脆性岩石材料完成了模型的數值驗證；開發了基於一種彈性問題Lippmann-Schwinger方程的增量疊代無格線算法，並利用圖像分析技術獲取的混凝土細觀結構進行了數值模型；在基於細觀力學的強度準則及參數跨尺度關聯、強耦合非線性模型的解析解等方面取得了超出預期的研究成果。該項目提供了一個損傷和破壞機理清晰、參數少且物理意義明確的統一的多尺度岩石力學本構模型，研究表明基於單邊損傷和摩擦耦合分析能夠解釋和模擬準脆性岩石類材料絕大部分的物理現象和力學行為；提出的數值算法為各向異性強耦合本構模型用於大型岩體結構的分析提供技術支撐。
