虚拟多维内连结键模型(VMIB)在岩石类材料单轴破坏中的应用

应用虚拟多维内连结键模型对岩石类材料的单轴压缩破坏机理进行了分析,并推导出了包含损伤演化信息的非线性本构方程。VMIB模型认为:固体材料在微观尺度上是由离散的随机分布的质点(带有质量的微粒)组成。质点与质点之间由一组虚拟的切向键和法向键连结。岩石类材料在受压破坏过程中,宏观上局部刚度的降低是在微观尺度上虚拟键分布密度衰减的结果。根据虚拟键的密度衰减机制,唯象地提出了虚拟键密度演化方程,并将该演化方程直接嵌入到了VMIB模型本构方程中。微观上法向键和切向键的密度衰减分别决定着材料不同的宏观全过程破坏特征。最后通过数值模拟和试验验证,说明VMIB模型能够有效地再现岩石类材料的单轴压缩破坏过程。由于VMIB模型兼顾了连续介质力学和分子动力学的特点,这使得材料破坏的数值模拟变得更为简单和高效。