杨佳乐 岩石力学数值实验实验报告

岩石力学数值试验实验报告

姓名：杨佳乐学号： 060801110102

班级：采矿062班指导教师：张义平

同组人：杨威程锦吴卫民

实验名称：抗剪数值模型实验

2009年11月18日

一、实验目的

1、通过对RFPA2D学习，知道RFPA2D基本使用方法；

2、了解RFPA2D模拟试验的条件和RFPA2D的基本功能。

二、实验原理

RFPA2D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、实验步骤如下;

RFPA数值模型

操作步骤

第一步启动 RFPA，新建模型建立存放的根目录

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

第三步将模型全部挖掉，单击选择Cavity，依次单击确定第四步在不选择工具的情况下直接选择，在弹出的窗口输入坐标单击确定即可。如图所示：

第五步单击，选择 Substance，设置长条参数如图：

第六步，在不选择的情况下选择建立长条模型，输入矩形的对角的坐标如图

第七步，单击，选择 Substance，设置长条参数如图：

第八步，在不选择的情况下选择建立长条模型，输入矩形的对角的坐标如图：

第九步，在不选择的情况下选择建立长条模型，输入矩形的对角的坐标如图：模型就是上面的数值模型。

第十步，设置模型的边界条件如图：

第十一步，设置控制条件如图：

第十二步计算，单击开始计算。

多单元信息的提取

当模型计算结束以后，在菜单栏中选择 window下的 design window 然后单击右侧工具栏的，此时鼠标指针变为十字形，我们直接在模型上选择需要单元，等待几秒以后会出现下图：

岩石力学实验心得

通过老师的讲解及实际操作，在完成教学课时后有很大的收获。岩石基本力学特性的实验研究，是岩石工程设计中的一项极为重要和基本的工作。岩石的力学特性不仅是定量评价岩体分类的主要依据，它也是工程岩体稳定性分析和工程设计必不可少的基础参数。

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。

利用计算机对岩石的变形与破裂过程进行数值试验，不仅具有通过性强、方便灵活、具有可重复性等特点，而且可以通过数值实验得到许多在常规实验室中观测不到的重要信息。计算机拥有记忆功能的器件——存储器和强大的计算功能的器件——CPU，用它进行力学实验过程的模型可以避免加载能力不够、测量范围有限等问题。只要CPU的计算速度和内存足够大，计算机的计算范围是巨大的。特别适合复杂系统的描述，同时强大存储器件能够记录下计算对象每一个构成基元在任何时间内的信息，可以根据不同需要整理这些数据，并以图形、报表、和文字的形式反映出来，以满足理论分析、工程设计等需要。因此，运用数值计算方法研究岩石的力学问题具有广泛的发展前景。