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RFPA【真实破裂过程分析】软件培训通知

2019-12-09 14:30

RFPA【真实破裂过程分析】软件将于下周一(129日)下午14:30在实验室211开展培训,包括理论与实际操作,感兴趣的老师和同学可以过来交流。

真实破裂过程分析(Realistic Failure Process Analysis)〔简称:RFPA〕,RFPA软件是基于RFPA方法(即真实破裂过程分析方法)研发的一个能够模拟材料渐进破坏的数值试验工具。其计算方法基于有限元理论和统计损伤理论,该方法考虑了材料性质的非均性、缺陷分布的随机性,并把这种材料性质的统计分布假设结合到数值计算方法(有限元法)中,对满足给定强度准则的单元进行破坏处理,从而使得非均匀性材料破坏过程的数值模拟得以实现。因RFPA软件独特的计算分析方法,使其能解决岩土工程中多数模拟软件无法解决的问题。

本次采购的软件包括RFPA2D-Basic【基本版】、RFPA3D-Basic【基本版】、RFPA3D -Flow【渗流分析版】、RFPA3D-Centrifugal【离心加载版】和RFPA3D -Engineering【工程建模版】系列软件,可实现岩石试件的加载破裂、岩石破裂的声发射、三维裂纹扩展和相互作用、复合材料断裂的数值模拟,并可对地下结构工程破坏、混凝土结构破坏等实际工程开展应用分析,可以多角度旋转和不同方位的剪切模型,观测被计算分析实体中的萌生裂纹、应力场、位移场、声发射场的时空展布特征。

地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

2019126

【附:软件简介】

基本版——RFPA2D-Basic

二维真实破裂过程分析软件【基本版】——RFPA2D-Basic RFPA2D系列软件中的最基础的版本,集中了RFPA2D系列软件的基本功能,包括前处理建模模块、有限元计算、后处理分析独立模块。能满足基本的岩石力学基本试验教学,可进行岩石、混凝土等脆性材料受载的变形破坏分析,其声发射模式的探测,亦可进行简单的工程应用分析,如地下工程开挖及支护过程中的应力场、位移场监测及声发射(微震)监控等。

【典型算例】

岩石试样单轴压缩破坏及声发射模式(RFPA2D-Basic模拟)

CB88

岩石试样单轴拉伸、压缩破坏及载荷与加载步曲线(RFPA2D-Basic模拟)

7806

地下工程开挖引起的地应力场分布(RFPA2D-Basic模拟)

96C6

预设双裂缝的试件加载破坏模拟结果(RFPA2D-Basic模拟)

5554

接触面剪切模拟结果(RFPA2D-Basic模拟)

8C75

岩石颗粒破裂数值模拟结果(RFPA2D-Basic模拟)

6B51

巴西试验数值模拟结果(RFPA2D-Basic模拟)

4DCD

刀具破碎岩石过程的数值模拟(RFPA2D-Basic模拟)

基本版——RFPA3D-Basic

维真实破裂过程分析软件【基本版】——数学理论上的复杂性、实验室试验和现场观测试验条件和技术的限制,都给岩石三维破裂过程的研究带来很大的困难,RFPA3D系列软件正是应这一需求而隆重推出的,独有的岩土破裂过程分析方面的特色,可实现岩石试件的加载破裂、岩石破裂的声发射、三维裂纹扩展和相互作用、复合材料断裂的数值模拟,并可对地下结构工程破坏、混凝土结构破坏等实际工程开展应用分析。

【典型算例】

43BD

轴向压缩岩样破坏的弹性模量以及轴向位移(RFPA3D-Basic模拟)

3DD7

脆性材料薄板五点弯曲加载破坏过程(RFPA3D-Basic模拟)

2D7F

混凝土梁的三点受载破坏(RFPA3D-Basic模拟)

离心加载版——RFPA3D-Centrifugal

三维真实破裂过程分析软件【离心加载版】——RFPA3D-Centrifugal是在RFPA3D-Basic的基础上,将离心加载试验的基本原理引入真实破裂过程分析[RFPA]方法中而推出的新版本。RFPA3D-Centrifugal基于对岩石细观层次结构的认识,假定岩石的细观力学性质具有统计性,把岩石离散成适当尺度的细观基元,考虑其非均匀性特性,按照给定的Weibull统计分布函数,对这些单元的力学性质进行赋值。这些细观基元可以借助有限元法作为应力分析工具来计算其受载条件下的位移和应力。在此基础上,通过基元破坏分析,考察基元是否破坏,从而获得基元材料性质的新状态。RFPA3D-Centrifugal将细观基元的自重以线性关系、按一定步长逐渐增加,每增加一次,有限元计算程序将进行迭代计算,寻找外力与内力的平衡,同时进行破坏分析,直至边坡宏观失稳破坏,求得数值模型的滑动破坏面,以获得最大破坏单元数的计算步作为边坡失稳的临界点,计算相应的安全系数。

【典型算例】

49A0

普通坡面三维边坡稳定性分析(RFPA3D-Centrifugal

55AC

不规则坡面三维边坡稳定性分析(RFPA3D-Centrifugal

6126

多台阶三维边坡稳定性分析(RFPA3D-Centrifugal



工程建模版——RFPA3D-Engineering

三维真实破裂过程分析软件【工程建模版】——RFPA3D-Engineering主要面向实际岩土工程应用分析,可对工程实体进行应力分析、位移监测及声发射(微震)监控等。针对实际工程模型,可用RFPA3D-Engineering自身建模、计算分析,亦可用MSC.PATRANANSYS等大型通用商业软件建模,然后导入RFPA3D-Engineering中进行计算分析,最后得到可视化的结果和具体量化的分析数据。

【典型算例】

51EA

地震波作用下拱坝破坏(RFPA3D-Engineering模拟)


53B5

RFPA3D-Engineering数值模拟得到的最大主应力分布图

2DD6

球体表面龟裂形成过程(裂纹从产生到饱和的过程)(r3-r2=30mm

球体表面龟裂形成过程(不同材料层厚度模拟结果)(RFPA3D-Engineering模拟)

渗流分析版——RFPA3D-Flow

三维真实破裂过程分析软件【渗流分析版】——RFPA-Flow可建立描述非均质岩体渗流-应力-损伤耦合作用物理模型,可研究岩体应力状态的变化和损伤破坏过程中渗透性的演化规律对其渗流过程的影响,包括应力-应变-渗透系数全过程分析,裂纹萌生、扩展贯通过程渗透性变化规律;渗流过程对水压力作用岩石应力分布及其损伤演化的影响,包括孔隙水压力对岩石破裂模式的影响等;非均匀性对岩石的渗流-应力-损伤耦合机制的影响等等;利用该版本可进行岩石(体)基本渗流特性的模拟研究,亦可进行水工中岩石(体)流-固耦合问题的数值计算分析,如可开展水力水电工程中各类坝体渗流场、孔隙压力场、微震时空展布等特征的计算分析,对承压水煤层开采等工程中的突水等突发性地质灾害的预测分析。

【典型算例】


26C4

数值模型 破坏模式(水压分布)


【责任编辑:张永彬】【关闭