巖石損傷
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-01
巖石損傷的視頻教程
ANSYS/ls-dyna包含不同傾斜角度節理巖石爆破裂紋損傷數值模擬
1.CAD-ANSYS模型信息化建立，從原理角度進行建模，模型建立簡單化，自由度高。 2.網格優化處理，網格設計技巧，實現最優裂紋效果。 3.節理創建、材料參數、邊界條件等定義，快速完成關鍵字的定義。 4.不同角度節理修改、實用ls-prepost前處理技巧。 5.后處理云圖數據操作、出圖技巧，輸出各類云圖、裂紋演化圖。 課程對該案例模型從建模到后處理全過程進行了講解
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Comsol多物理場耦合及PDE、matlab建模課程視頻
同時包括石油天然氣礦業類常見的工程問題——兩相流問題，壓裂水平井問題，達西NS布林克曼耦合，流固全耦合，聯合matlab建模，巖石損傷等等。
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巖石損傷的實例教程
巖石混凝土損傷力學2.rar
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裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型
comsol-水力壓裂巖石損傷耦合模型 ，含裂縫制作代碼matlab。
comsol HM耦合模型 損傷模型 裂隙多孔介質注入流體引起天然裂隙，巖石產生新損傷的數值模擬，內含MATLAB 網裂縫函數及comsol模型。
comsol巖石損傷模型 ￥40
本案例模擬了巖石在膨脹劑水化作用下，產生膨脹壓力，隨著壓力的增大，損傷的產生。以及不同時間點的損傷部位的發展情況，通過本案例和視頻講解可以學習comsol5.6損傷模型的建立，詳細案例和視頻講解附后。
從工程適用性角度考量，該方法可直接服務于巖石切削工藝優化。在石油工程鉆井、礦山機械切削等實際場景中，巖石內部存在天然微裂紋與缺陷，多裂紋擴展直接影響切削效率與刀具磨損。通過插入Cohesive單元生成多裂紋，可模擬不同切削參數（如刀具角度、切削速度）下巖石的損傷演化規律，預測切削過程中的崩碎區范圍與裂紋擴展方向，為高效切削工藝參數的制定提供數值依據。而其他裂紋生成方法（如擴展有限元法XFEM）雖也可模擬裂紋擴展，但在多裂紋相互作用及碎屑分離的模擬中，存在單元積分復雜、計算成本高的問題，對于二維切削這類需要大規模模擬的場景，插入Cohesive單元法兼具精度與效率優勢。
綜上，插入Cohesive單元生成多裂紋是二維巖石切削模擬中不可或缺的技術手段，其核心價值在于實現了巖石斷裂機理、數值計算精度與工程應用需求的有機統一。
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通過插入Cohesive單元生成多裂紋，可模擬不同切削參數（如刀具角度、切削速度）下巖石的損傷演化規律，預測切削過程中的崩碎區范圍與裂紋擴展方向，為高效切削工藝參數的制定提供數值依據。
裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型
comsol-水力壓裂巖石損傷耦合模型 ，含裂縫制作代碼matlab。
comsol HM耦合模型 損傷模型 裂隙多孔介質注入流體引起天然裂隙，巖石產生新損傷的數值模擬，內含MATLAB 網裂縫函數及comsol模型。
循環荷載條件下巖石變形損傷及能量演化的實驗研究[D].重慶大學,2012.
結果表明，當 Biot 系數越高(或者說耦合越強)時，開挖引起的孔隙彈性壓力場越不均勻，巖石損傷和破裂位移也越大。開挖和排水過程都會誘發與巖石基質的脆性損傷和/或天然裂隙的摩擦滑動相關的地震活動（圖 6）。
圖5 裂隙巖石在開挖過程中及開挖后的壓力、應力和損傷演化。
ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構機在砂漿環境下掘進的巖石破碎模擬
采用顯示動力學分析：
該模型模擬盾構機在砂漿中掘進的巖石破碎，采用耦合歐拉拉格朗日法模擬砂漿環境下，盾構機刀盤與巖石之間的相互作用，巖石應力達到破碎時采用單元刪除技術消除掉已失去抵抗力的巖石。砂漿模擬為歐拉體，巖石及盾構機刀盤為拉格朗日體，其中盾構機刀盤模擬為剛體。
所建模型：
模擬的盾構機刀盤及所切割的巖石
盾構機掘進時的巖石破碎模擬(含單元刪除技術)
采用顯示動力學:
盾構機刀盤模擬為剛體，在轉動掘進的過程中破碎巖石。在巖石達到破碎應力后，采用單元刪除技術刪除掉已破碎的巖石單元。
模型概況：
模型的建立及邊界條件的設置
模型的網格劃分
模擬的結果：
掘進時的動態效果
炸藥在巖體中爆炸瞬間釋放出大量的爆炸能量，產生爆炸沖擊波和應力波，以動載的形式作用周圍巖體并使得巖石損傷和破碎。一般認為，巖體的爆破裂紋是由兩種不同類型的動力荷載作用下產生的:爆炸應力波和爆炸氣體。首先是炸藥起爆后在孔洞周圍產生的應力沖擊波的作用，其次是持續時間較長的爆炸性氣體的作用。當炸藥起爆時，壓力急劇增大，爆破孔周圍巖體被壓碎形成破碎區，而周圍巖體受到拉應力產生裂縫，形成裂隙擴展區。
圖2 炮孔周圍網格局部放大
圖3 雙孔爆破巖石裂紋擴展
圖4 雙孔爆破巖石損傷動態展示
巖體中的炸藥在爆炸瞬間釋放出大量的爆炸能量，產生爆炸沖擊波和應力波，以動載的形式作用周圍巖體并使得巖石損傷和破碎。一般認為，巖體的爆破裂紋是由兩種不同類型的動力荷載作用下產生的:爆炸應力波和爆炸氣體。首先是炸藥起爆后在孔洞周圍產生的應力沖擊波的作用，其次是持續時間較長的爆炸性氣體的作用。當炸藥起爆時，壓力急劇增大，爆破孔周圍巖體被壓碎形成破碎區，而周圍巖體受到拉應力產生裂縫，形成裂隙擴展區。
針對裂隙多孔介質流體注入引起天然裂隙的激活，巖石產生新損傷形成水力裂縫，本案例建立了裂隙多孔介質流固耦合-損傷模型，實現如下功能：
（1）采用comsol with matlab建立隨機天然裂隙網絡幾何模型；
（2）針對天然裂隙，建立裂隙模型，考慮其變形過程對裂縫寬度和滲透率的影響，可得到裂隙寬度分布；
（3）考慮損傷演化過程和流固耦合作用，巖石孔隙度和滲透率隨著損傷和應力大小變化
