[发明专利]可破碎钙质砂受载荷过程中变形的快速预报方法

权利要求书

1.一种可破碎钙质砂受载荷过程中变形的快速预报方法，其特征为：其包括如下步骤：

步骤1：设砂颗粒集合体竖向受应力为σ₁，水平面上受应力分别为σ₂和σ₃，其中σ₂和σ₃的方向垂直，颗粒集合体的水平向有效应力为σ′₂和σ′₃，竖向有效应力为σ′₁；颗粒集合体的应变为ε₁、ε₂和ε₃，其中应变ε₁、ε₂和ε₃的方向分别与应力σ₁、σ₂和σ₃方向相同；定义平均有效应力p′、剪应力q、应力比η、体应变ε_v和剪应变ε_s：

ε_v＝ε₁+ε₂+ε₃ (4)

步骤2：计算应力比：

应力比η的计算公式为：

上式中M为材料参数且等于临界应力比，k₂为参数，β为参数；

这样由剪应变ε_s可以直接计算应力比η；

步骤3：计算体积变形：

设加载过程中记录的起始时刻为t₀，之后记录的时刻从小到大依次为t₁,t₂,…,t_i,…,t_n，这里1≤i≤n，n+1为记录的时刻点数，设第t_i时刻对应的体应变ε_v为(ε_v)ⁱ，设第t_i时刻对应的剪应变ε_s为(ε_s)ⁱ，设相邻两个时刻差产生的剪应变增量(△ε_s)ⁱ相等，定义体应变增量(△ε_v)ⁱ和剪应变增量(△ε_s)ⁱ：

(△ε_v)ⁱ＝(ε_v)ⁱ-(ε_v)^i-1 (8)

(△ε_s)ⁱ＝(ε_s)ⁱ-(ε_s)^i-1 (9)

这里每个时刻剪应变(ε_s)ⁱ和剪应变增量(△ε_s)ⁱ为已知设定值，按如下公式计算体应变增量(△ε_v)ⁱ：

上式中α为材料参数，由(10)式可计算每个t_i时刻对应的体应变增量(△ε_v)ⁱ，通过将这些体应变增量(△ε_v)ⁱ累加在一起，就得到每个时刻的体应变(ε_v)ⁱ，即(ε_v)ⁱ＝(ε_v)^i-1+(△ε_v)ⁱ，且已知初始t₀时刻体应变(△ε_v)ⁱ为0。

2.根据权利要求1所述的一种可破碎钙质砂受载荷过程中变形的快速预报方法，其特征在于：步骤2中，上式中p_a是大气压强，p′₀是初始平均有效应力，ξ₁和ξ₂是参数。