基于ANSYS有限元軟件斷裂力學精度檢驗

◎陳斯祺 深圳市深水水務咨詢有限公司

滑坡是一種全球性的地質災害之一，具有隨機性、突發性和瞬時性等特征。巖質邊坡的斷裂破壞很大程度上是由于受到力的作用后，產生了變形和裂紋。由于裂紋的存在，在荷載的作用下，裂紋會不斷地擴展，最終導致滑坡斷裂破壞。通過有限元程序ANSYS求解材料應力強度因子，并將計算結果和理論分析結果進行對比分析，檢驗得出強度因子的精度，以此來判斷利用ANSYS來求解材料的應力強度因子的準確性和可行性。

對于滑坡斷裂破壞機制研究，有利于從根本了解滑坡的斷裂破壞過程及機理，從而減少滑坡災害意外事故的發生，降低滑坡災害造成的經濟損失和保障人民的生命安全，對滑坡的預測和治理具有重大意義。

1.研究現狀

隨著斷裂力學在工程應用中的高速發展，斷裂力學理論已經逐漸滲透到了工程各個領域。Price(1966)首次將斷裂力學理論應用到巖石材料中，并提出了巖石裂隙的形成是源于表面能增加的結果；陳洪凱針對危巖體的穩定性，研究了其斷裂主控結構面的強度參數計算方法，對危巖演化力學機理建立了比較系統的理論，并從斷裂力學角度分析了危巖體的穩定性和破壞機理；趙海濤對應力強度因子在線彈性斷裂力學以及ANSYS中的計算方法進行了分析，通過算例表明，用ANSYS求解材料的斷裂強度因子是準確的、可行的。

基于ANSYS有限元軟件對斷裂力學分析的研究成果較多，但只是單純利用ANSYS有限元軟件對斷裂力學進行分析，并沒有考慮軟件對斷裂強度因子的分析精度。……