相场数值流形法模拟岩石裂纹扩展

断裂是材料、构件最常见的破坏失效形式之一,它极大地制约着工程设计,研究和掌握岩石等工程材料内部裂纹的扩展和演化规律对于工程建设具有重要意义,目前的数值分析方法在解决此问题时或多或少的存在一些局限,如裂纹路径的网格依赖性,经典断裂准则难以处理裂纹分叉合并等.近年来,相场法在模拟裂纹扩展方面得到了广泛的应用.相场数值流形法则整合了相场法和数值流形法的优势,并用于模拟岩石裂纹扩展.论述了相场数值流形法的数值离散方法,并通过模拟半圆盘三点弯曲试验和巴西圆盘试验验证了相场数值流形法模拟岩石裂纹扩展的可行性.在此基础上,模拟了含有不同岩桥倾角的预制裂隙的岩石在单轴压缩下的多裂纹扩展过程,与室内试验和PFC模拟的结果均吻合较好.结果 表明,相场数值流形法在模拟岩石裂纹扩展具有广阔的应用前景.