CN112699557B - 吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，包括制作通用文件、对锚索/岩锚杆体和让压装置进行分类和编号、获取硬化软化断裂材料信息、将硬化软化断裂材料信息写入通用文件、获取让压信息、将让压信息写入通用文件、对主计算程序中锚索/岩锚结构单元进行分组命名、调用通用文件。本发明的方法不仅能够实现对让压锚杆/锚索不同受力状态下真实工作性态的模拟，而且能够真实反映让压机理，对锚杆/锚索支护结构的安全分析具有重要意义。

Description

吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法

技术领域

本发明涉及岩石工程支护结构分析领域，尤其涉及一种吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法。

背景技术

在岩石工程中，如矿产资源的开采、水能资源的开发、铁路公路的建设等，一般采用普通锚杆/锚索(如螺纹锚杆)并结合砂浆和树脂锚固剂进行围岩的支护，其因支护工艺简单而被广泛采用。然而，由于普通锚杆/锚索是刚度很大的锚杆/锚索，在达到极限荷载时，所能提供的变形量非常小，因而在大变形岩石工程中，普通锚杆/锚索会由于自身的变形不够而使得锚杆/锚索拉断失效。随着支护理念发展和支护技术的更新，锚杆/锚索支护的结构形式从简单的普通锚杆/锚索发展到了具有让压功能的吸能锚杆/锚索。这类锚杆/锚索通过让压装置在让压荷载下产生大变形滑移来调控应力释放，因而多用于大变形岩石工程中。

通常，在设计岩石工程的支护方案或者分析锚杆/锚索支护结构时，需要通过现有的支护结构数值模拟软件采用相应的锚杆/锚索结构单元对锚杆/锚索进行模拟。然而，由于吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的结构形式及应力应变关系相对复杂，现有的数值模拟方法只能对普通锚杆/锚索进行便捷和有效的数值模拟(即模型构建及计算分析)，没有适用于吸能锚杆/锚索的数值分析模型。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中的问题，提出一种吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其能够实现对让压锚杆/锚索不同受力状态下真实工作性态的模拟，对锚杆/锚索支护结构的安全分析具有重要意义。

为实现上述目的，本发明提供了一种吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，包括：

(1)制作通用文件，所述通用文件包括硬化软化断裂材料信息文件、让压信息文件、硬化软化断裂材料读取文件、让压信息读取文件、硬化软化断裂材料信息赋予文件、让压信息赋予文件、硬化软化断裂材料信息修正文件、让压控制文件和硬化软化断裂控制文件；

(2)在进行一次数值仿真分析计算之前，以杆体材料和横截面几何特征是否一致作为划分依据对锚索/岩锚杆体进行分类和编号；

(3)获取硬化软化断裂材料信息；

(4)将硬化软化间隔应变以及获取的所述硬化软化断裂材料信息写入所述硬化软化断裂材料信息文件，并将锚索/岩锚杆体硬化阶段和软化阶段的应力应变函数关系表达式写入所述硬化软化断裂控制文件；

(5)获取让压信息；

(6)将获取的所述让压信息写入所述让压信息文件；

(7)在数值模拟软件的主计算程序生成锚索/岩锚结构单元时，对与分类得到的锚索/岩锚杆体对应的锚索/岩锚结构单元进行分组命名，其分组名满足锚索/岩锚杆体的分组名与锚索/岩锚杆体的材料名相同；

(8)在所述主计算程序进行求解前调用所述硬化软化断裂材料读取文件和所述让压信息读取文件，以分别读取所述硬化软化断裂材料信息文件和所述让压信息文件中的信息；在生成所有经过分组命名的所述岩锚/锚索结构单元后调用所述硬化软化断裂材料信息赋予文件和所述让压信息赋予文件，以将所述硬化软化断裂材料读取文件和所述让压信息读取文件读取到的信息赋予每个所述锚索/岩锚结构单元；调用所述硬化软化断裂材料信息修正文件，以修正所述硬化软化断裂材料信息文件中的信息；在所述主计算程序的每一个计算步结束时调用所述硬化软化断裂控制文件，以控制所述锚索/岩锚杆体在让压结束后进入弹性段、屈服段、软化段和最终断裂，并调用所述让压控制文件，以判断是否达到最大让压量并在达到最大让压量时依据让压装置的承载特性使锚索/岩锚杆体进一步承载或不承载。

优选地，所述硬化软化断裂材料信息文件包括：锚索/岩锚杆体种类数n、材料名material_name_1～material_name_n、材料拉伸实验应力应变曲线对应的拉伸试件原标距长度l₀₁～l_0n、材料拉伸实验应力应变曲线中的屈服-硬化临界应变ε₁₁～ε_1n、硬化-软化临界应变ε₂₁～ε_2n、断裂应变ε₃₁～ε_3n以及用以控制计算主程序运算速度的硬化/软化间隔应变Δεε；所述让压信息文件包括让压装置类型信息文件和让压装置位置信息文件，所述让压装置类型信息文件包括让压装置种类数n、让压装置类型编号id₁～id_n、让压荷载σ_ry1～σ_ryn、最大让压量l_ry1～l_ryn和阻滑识别标志idfy，所述让压装置位置信息文件包括让压装置总数t、第i个让压装置对应的安装位置坐标x_i、y_i、z_i和对应的让压装置类型编号id_i(i＝1～n)。

优选地，制作所述硬化软化断裂材料读取文件的步骤具体为：

首先，读取所述硬化软化断裂材料信息文件，并定义两个变量：材料总数material_number和硬化/软化间隔应变interval_strain，进行如下赋值：

material_number＝n

interval_strain＝Δεε；

其次，定义1个二维数组material(5，material_number)，并对该二维数组元素进行如下赋值：

material(1,i)＝material_name_i

material(2,i)＝l_0i

material(j,i)＝ε_(j-2)i,j＝3～5；

制作所述让压信息读取文件的步骤具体为：

首先，读取所述让压装置类型信息文件，并定义变量：让压装置种类数ry_number，进行如下赋值：

ry_number＝n；

其次，定义1个二维数组ry_material(4，ry_number)，对数组元素进行如下赋值：

ry_material(1,i)＝id_i

ry_material(2,i)＝σ_ryi

ry_material(3,i)＝l_ryi

ry_material(4,i)＝idfy_i，i＝1～n。

优选地，制作所述硬化软化断裂材料信息赋予文件的步骤具体为：

首先，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历得到所有锚索/岩锚结构单元编号ID的最大值sel_maxid；

其次，定义一个二维数组sel_length(2,sel_maxid)和一个二维数组sel_material(6,sel_maxid)；

接着，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历所有锚索/岩锚结构单元执行以下过程：

(i)对于锚索/岩锚结构单元编号ID＝k(k≤sel_maxid)的结构单元，调取锚索/岩锚结构单元信息中的结构单元所属分组的组名group_name_m和起始长度initial_length；

(ii)识别锚索/岩锚结构单元信息中的结构单元材料，具体为：遍历数组material(1,i),i＝1～n，求得x值，使material(1,x)＝group_name_m；

(iii)对数组sel_length和sel_material的元素进行以下赋值：

sel_length(1,k)＝initial_length

sel_material(1,k)＝material(3,x)

sel_material(2,k)＝material(4,x)

sel_material(4,k)＝material(2,x)

sel_material(5,k)＝x

sel_material(6,k)＝0；

最后，定义一个二维数组sel_strain(2,sel_maxid)；

制作所述让压信息赋予文件的步骤具体为：

首先，读取所述让压装置位置信息文件，并定义一个二维数组ry_p(t,8)，t为让压装置的总数，对ry_p进行如下赋值：

ry_p(i,1)＝x_i

ry_p(i,2)＝y_i

ry_p(i,3)＝z_i

ry_p(i,4)＝id_i

式中：x_i、y_i、z_i为第i个锚杆/锚索的让压装置的形心的位置点坐标；

其次，遍历表征让压装置所在位置的点p_i＝(ry_p(i,1),ry_p(i,1),ry_p(i,1))，i＝1～t，搜寻形心与p_i距离最近的锚索/岩锚结构单元为结构单元编号ID＝x_i，对ry_p进行如下赋值：

ry_p(i,5)＝x_i；

最后，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历所有锚索/岩锚结构单元执行以下过程：

对于ID＝k的结构单元，若k∈ry_p(i,5),i＝1～t，则：

(i)调取其起始长度initial_length，调取其屈服应力σ_ty；

(ii)识别结构单元让压材料：依据式k＝ry_p(x,5)求解得到x，依据式ry_material(1,y)＝ry_p(x,4)，求得y值，并对ry_p以及sel_material进行如下赋值：

ry_p(x,6)＝ry_material(2,y)

ry_p(x,7)＝ry_material(3,y)/initial_length

ry_p(x,8)＝ry_material(4,y)

sel_material(6,k)＝ry_material(4,y)

(iii)修改其屈服应力为ry_p(x,6)，并对ry_p(x,6)进行赋值：

ry_p(x,6)＝σ_ty。

优选地，制作所述硬化软化断裂材料信息修正文件，以修正硬化软化断裂材料信息中的屈服-硬化临界应变ε₁₁～ε_1n，硬化-软化临界应变ε₂₁～ε_2n，断裂应变ε₃₁～ε_3n，该步骤具体为：

遍历ry_p(i,5),i＝1～t，对sel_material进行赋值：

sel_material(1,ry_p(i,5))＝sel_material(1,ry_p(i,5))+ry_p(i,7)

sel_material(2,ry_p(i,5))＝sel_material(2,ry_p(i,5))+ry_p(i,7)

sel_material(3,ry_p(i,5))＝sel_material(3,ry_p(i,5))+ry_p(i,7)。

优选地，制作所述让压控制文件的步骤具体为：

遍历数组ry_p(i,5),i＝1～t，调取ID＝ry_p(i,5)的结构单元的当前拉应变strain_now、弹性模量E以及屈服应力σ_ty，对该结构单元进行如下设置：

若strain_now<ry_p(i,7)+σ_ty/E，则不进行任何设置；

若ry_p(i,7)+σ_ty/E<＝strain_now<sel_material(1,ry_p(i,5))，执行以下判断：

若ry_p(i,8)＝2且此结构单元的屈服应力不为ry_p(i,6)，修改其屈服应力为ry_p(i,6)；

若ry_p(i,8)＝1且此结构单元的最大拉伸应变不为0.00001，修改其最大拉伸应变为0.00001；

制作所述硬化软化断裂控制文件的步骤具体为：

在每一个计算步结束后，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历所有锚索/岩锚结构单元对每个结构单元执行以下过程：

对于结构单元编号ID＝k的结构单元，判断sel_material(6,k)是否等于1，从而判断是否为无滑阻：

若是，跳出到下一个单元；

若不是，调取全局表首地址中其当前长度final_length，对所述硬化软化断裂材料信息赋予文件中生成的数组sel_length进行以下赋值：

sel_length(2,k)＝final_length

所述硬化软化断裂材料信息赋予文件中生成的数组sel_strain进行以下赋值：

sel_strain(1,k)＝(sel_length(2,k)-sel_length(1,k))/sel_length(1,k)

判断sel_strain(1,k)与sel_material(1,k)的大小关系，以判断是否进入塑性流动阶段，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)≤sel_material(1,k)，跳出到下一个结构单元；

若sel_strain(1,k)≥sel_material(1,k)，继续进一步判断(sel_strain-(1,k)－sel_strain(2,k))的值与interval_strain的大小关系，以判断是否进入硬化阶段，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)-sel_strain(2,k)≤interval_strain，跳出到下一个结构单元；

若sel_strain(1,k)-sel_strain(2,k)≥interval_strain，继续进一步判断sel_strain(1,k)与sel_material(2,k)的大小关系，以判断是否进入软化阶段，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)≤sel_material(2,k)，执行以下步骤：

首先，定义变量yh_strain，进行赋值：

yh_strain＝sel_strain(1,k)

其次，判断sel_material(6,k)是否等于2，以判断此结构单元是否为有阻滑：

若是，依据式k＝ry_p(x,5)求解得到x，进行如下赋值：

yh_strain＝yh_strain-ry_p(x,7)

最后，执行硬化函数，并对sel_strain(2,k)进行赋值：

sel_strain(2,k)＝sel_strain(1,k)

若sel_strain(1,k)>sel_material(2,k)，继续进一步判断sel_strain(1,k)与sel_material(3,k)的大小关系，以判断该结构单元是否断裂，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)≤sel_material(3,k)，执行以下步骤：

首先，定义变量rh_strain，进行以下赋值：

rh_strain＝sel_material(2,k)+sel_length(1,k)/sel_material(4,k)

*(sel_strain(1,k)-sel_material(2,k))

其次，判断sel_material(6,k)是否等于2：

若是，依据式k＝ry_p(x,5)求解得到x，进行如下赋值：

rh_strain＝rh_strain-ry_p(x,7)

最后，执行软化函数，并对sel_strain(2,k)进行赋值：

sel_strain(2,k)＝sel_strain(1,k)

修改结构单元编号ID＝k的结构单元的屈服应力为final_strength；

若sel_strain(1,k)>sel_material(3,k)，调取结构单元编号ID＝k的结构单元的最大拉伸应变，判断最大拉伸应变是否为0.0001，根据结果执行不同过程：

若是，跳出到下一个结构单元；

若不是，修改结构单元编号ID＝k的结构单元的最大拉伸应变为0.0001，跳出到下一个结构单元。

优选地，获取硬化软化断裂材料信息的步骤具体为：

对于分类后的锚索/岩锚杆体中第i类锚索/岩锚杆体，对原标距长度为l_0i的杆体材料的拉伸试件进行静力拉伸试验，根据拉伸实验结果曲线，获取以下信息：屈服-硬化临界应变ε_1i、硬化-软化临界应变ε_2i、断裂应变ε_3i以及硬化及软化阶段各自的应力-应变函数关系

和

优选地，硬化阶段及软化阶段各自的应力-应变函数关系是通过数据处理软件对应力应变曲线的硬化段和软化段进行拟合得到，分别为：

在式(a)和式(b)中：σ为拉应力，ε为拉应变，

与

分别为原标距长度为l_0i的第i类锚索/岩锚杆体硬化阶段和软化阶段应力应变函数关系表达式。

优选地，获取让压信息的步骤具体为：

在一次数值分析计算之前，以让压荷载、最大让压量以及是否阻滑一致作为划分依据对让压装置进行分类和编号，并依据让压锚杆的杆体安装位置以及让压锚杆/锚索的让压部位获得所有让压装置的位置信息以及对应的类型信息。

优选地，将所述让压信息写入所述让压信息文件的步骤具体为：

将让压装置类型信息写入所述让压装置类型信息文件、将让压装置位置信息写入所述让压装置位置信息文件。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)在采用普通锚杆/索结构单元的基础上，通过在数值仿真中调用该通用文件，便能够控制“普通锚杆/锚索结构单元”的应力应变关系，以模拟让压锚杆/锚索在让压荷载下让压装置部位发生让压的物理过程，简便易操作；

(2)由于本发明还考虑了三方面的让压信息(即让压锚杆/锚索的让压荷载、最大让压量以及让压结束后是否阻滑)，从而可以对所有现有类型的让压锚杆/锚索进行有效模拟，因而本发明方法的适用范围更广；

(3)本发明同时考虑了让压锚杆/锚索的“让压过程”和“杆体硬化软化断裂过程”能够更加真实的反映让压锚杆/锚索轴向承载时的应力应变关系；

(4)本发明的硬化软化断裂材料信息文件中定义了杆体材料拉伸物理力学性质，让压信息文件中定义了让压信息及让压点位置，利用让压点位置即可将让压锚杆/锚索与普通锚杆/锚索区分开，当利用让压点位置无法定位到一根锚杆/锚索(数值模型)的任一结构单元时，此锚杆/锚索即为普通锚杆/锚索，反之为让压锚杆/锚索，因而可同时考虑让压锚杆/锚索与普通锚杆/锚索的联合支护；

(5)本发明中所有文件具有通用性，制作完成后可应用于任何其它数值计算过程：对于一次数值计算，只需将相关信息输入到相应文件，再进行文件调用即可，因而本发明的构建方法具有较高的通用性；

(6)通过对让压信息进行输入、存储以及定向分配，使锚杆/锚索在让压荷载作用下发生让压过程；通过对让压过程进行控制，实现了对让压结束后锚杆/锚索在让压部位的滑脱断裂或固接再承载的模拟；通过嵌套锚杆/锚索让压实现程序和锚杆/锚索杆体硬化软化断裂程序，实现了同时考虑锚杆/锚索的让压过程以及杆体硬化软化断裂过程，实现了在一次计算中同时考虑普通锚杆/锚索、无阻滑让压锚杆/锚索以及有阻滑让压锚杆/锚索；

(7)本发明的方法采用数组进行信息存储和传递，利用结构所属分组名进行杆体材料分配，通过位置坐标定向控制特定结构单元实现让压过程，能便捷有效将多种锚杆/索材料的硬化软化断裂信息以及让压装置让压信息同时植入到计算程序当中，使锚索/岩锚结构具备让压功能，解决了现有工程支护结构分析中锚索/岩锚结构无法模拟让压锚杆/锚索、不能同时考虑让压锚杆/锚索的让压过程以及让压结束后的硬化软化断裂过程以及不能同时考虑各种杆体材料\让压类型的锚杆/锚索同时支护的问题，实现了对让压锚杆/锚索真实工作状态的模拟。

附图说明

图1为本发明吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法的流程图；

图2a-图2b为采用本发明的方法构建的实施例所采用的两类杆体材料的静力拉伸试验应力应变曲线的示意图；

图3为硬化软化断裂材料信息文件组成的示意图；

图4为让压装置类型信息文件组成的示意图；

图5为让压装置位置信息文件组成的示意图；

图6为锚杆静力拉伸试验数值模拟的荷载-位移曲线的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案作进一步地详细描述。

参见图1，本发明提供的一种吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，包括：

步骤101：制作硬化软化断裂材料信息文件；

所述硬化软化断裂材料信息文件包括：锚索/岩锚杆体种类数n、材料名material_name_1～material_name_n、材料拉伸实验应力应变曲线对应的拉伸试件原标距长度l₀₁～l_0n、材料拉伸实验应力应变曲线中的屈服-硬化临界应变ε₁₁～ε_1n、硬化-软化临界应变ε₂₁～ε_2n、断裂应变ε₃₁～ε_3n以及用以控制计算主程序运算速度的硬化/软化间隔应变Δεε；

步骤102：制作让压信息文件；

所述让压信息文件内容包括让压装置类型信息文件和让压装置位置信息文件，其中，让压装置类型信息文件包括：让压装置种类数n、让压装置类型编号id₁～id_n、让压荷载σ_ry1～σ_ryn、最大让压量l_ry1～l_ryn和阻滑识别标志idfy(1表示无阻滑，2表示有阻滑)，让压装置位置信息文件内容包括：让压装置总数t、第i个让压装置对应的安装位置坐标x_i、y_i、z_i和对应的让压装置类型编号id_i(i＝1～n)；

具体地，让压装置类型以让压荷载、最大让压量、让压结束后是否阻滑进行划分。

步骤103：制作硬化软化断裂材料读取文件；

文件内容为：首先，读取步骤101生成的硬化软化断裂材料信息文件，并定义两个变量：材料总数material_number和硬化/软化间隔应变interval_strain，进行如下赋值：

material_number＝n

interval_strain＝Δεε；

其次，定义1个二维数组material(5，material_number)，并对该二维数组元素进行如下赋值：

material(1,i)＝material_name_i

material(2,i)＝l_0i

material(j,i)＝ε_(j-2)i,j＝3～5；

步骤104：制作让压信息读取文件；

文件内容为：首先，读取步骤102生成的让压装置类型信息文件，并定义变量：让压装置种类数ry_number，进行如下赋值：

ry_number＝n；

其次，定义1个二维数组ry_material(4，ry_number)，对数组元素进行如下赋值：

ry_material(1,i)＝id_i

ry_material(2,i)＝σ_ryi

ry_material(3,i)＝l_ryi

ry_material(4,i)＝idfy_i；

步骤105：制作硬化软化断裂材料信息赋予文件；

文件内容为：首先，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历得到所有锚索/岩锚结构单元编号ID(每个结构单元所特有的编号)的最大值sel_maxid；

其次，定义一个二维数组sel_length(2,sel_maxid)和一个二维数组sel_material(6,sel_maxid)；

接着，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历所有锚索/岩锚结构单元执行以下过程：

(i)对于锚索/岩锚结构单元编号ID＝k(k≤sel_maxid)的结构单元，调取锚索/岩锚结构单元信息中的结构单元所属分组的组名group_name_m和起始长度initial_length；

(ii)识别锚索/岩锚结构单元信息中的结构单元材料，具体为：遍历数组material(1,i),i＝1～n，求得x值，使material(1,x)＝group_name_m；

(iii)对数组sel_length和sel_material的元素进行以下赋值：

sel_length(1,k)＝initial_length

sel_material(1,k)＝material(3,x)

sel_material(2,k)＝material(4,x)

sel_material(4,k)＝material(2,x)

sel_material(5,k)＝x

sel_material(6,k)＝0；

最后，定义一个二维数组sel_strain(2,sel_maxid)；

步骤106：制作让压信息赋予文件；

文件内容为：首先，读取步骤102生成的让压装置位置信息文件，并定义一个二维数组ry_p(t,8)，t为所有锚杆/索上的让压装置的总数，对ry_p进行如下赋值：

ry_p(i,1)＝x_i

ry_p(i,2)＝y_i

ry_p(i,3)＝z_i

ry_p(i,4)＝id_i

式中：x_i、y_i、z_i为第i个锚杆/索的让压装置的形心的位置点坐标；

其次，遍历表征让压装置所在位置的点p_i＝(ry_p(i,1),ry_p(i,1),ry_p(i,1))，i＝1～t，搜寻形心与p_i距离最近的锚索/岩锚结构单元为ID＝x_i，对ry_p进行如下赋值：

ry_p(i,5)＝x_i；

最后，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历所有锚索/岩锚结构单元执行以下过程：

对于ID＝k的结构单元，若k∈ry_p(i,5),i＝1～t，则：

(i)调取其起始长度initial_length，调取其屈服应力σ_ty；

(ii)识别结构单元让压材料：依据式k＝ry_p(x,5)求解得到x，依据式ry_material(1,y)＝ry_p(x,4)，求得y值，并对ry_p以及sel_material进行如下赋值：

ry_p(x,6)＝ry_material(2,y)

ry_p(x,7)＝ry_material(3,y)/initial_length

ry_p(x,8)＝ry_material(4,y)

sel_material(6,k)＝ry_material(4,y)

(iii)修改其屈服应力为ry_p(x,6)，并对ry_p(x,6)进行赋值：

ry_p(x,6)＝σ_ty；

步骤107：制作硬化软化断裂材料信息修正文件，以修正硬化软化断裂材料信息中的屈服-硬化临界应变ε₁₁～ε_1n，硬化-软化临界应变ε₂₁～ε_2n，断裂应变ε₃₁～ε_3n，具体为：

遍历ry_p(i,5),i＝1～t，对sel_material进行赋值：

sel_material(1,ry_p(i,5))＝sel_material(1,ry_p(i,5))+ry_p(i,7)

sel_material(2,ry_p(i,5))＝sel_material(2,ry_p(i,5))+ry_p(i,7)

sel_material(3,ry_p(i,5))＝sel_material(3,ry_p(i,5))+ry_p(i,7)；

步骤108：制作让压控制文件，具体为：

遍历数组ry_p(i,5),i＝1～t，调取ID＝ry_p(i,5)的结构单元的当前拉应变strain_now、弹性模量E以及屈服应力σ_ty，对该结构单元进行如下设置：

若strain_now<ry_p(i,7)+σ_ty/E，则不进行任何设置；

若ry_p(i,7)+σ_ty/E<＝strain_now<sel_material(1,ry_p(i,5))，执行以下判断：

若ry_p(i,8)＝2且此结构单元的屈服应力不为ry_p(i,6)，修改其屈服应力为ry_p(i,6)；

若ry_p(i,8)＝1且此结构单元的最大拉伸应变不为0.00001，修改其最大拉伸应变为0.00001；

步骤109：制作硬化软化断裂控制文件；

文件内容为：在每一个计算步结束后，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历所有锚索/岩锚结构单元对每个结构单元执行以下过程：

对于结构单元编号ID＝k的结构单元，判断sel_material(6,k)是否等于1，从而判断是否为无滑阻：

若是，跳出到下一个单元；

若不是，调取全局表首地址中其当前长度final_length，对步骤105生成的硬化软化断裂材料信息赋予文件中生成的数组sel_length进行以下赋值：

sel_length(2,k)＝final_length

对步骤105生成的硬化软化断裂材料信息赋予文件中生成的数组sel_strain进行以下赋值：

sel_strain(1,k)＝(sel_length(2,k)-sel_length(1,k))/sel_length(1,k)

判断sel_strain(1,k)与sel_material(1,k)的大小关系，以判断是否进入塑性流动阶段，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)≤sel_material(1,k)，跳出到下一个结构单元；

若sel_strain(1,k)≥sel_material(1,k)，继续进一步判断(sel_strain-(1,k)－sel_strain(2,k))的值与interval_strain的大小关系，以判断是否进入硬化阶段，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)-sel_strain(2,k)≤interval_strain，跳出到下一个结构单元；

若sel_strain(1,k)-sel_strain(2,k)≥interval_strain，继续进一步判断sel_strain(1,k)与sel_material(2,k)的大小关系，以判断是否进入软化阶段，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)≤sel_material(2,k)，执行以下步骤：

首先，定义变量yh_strain，进行赋值：

yh_strain＝sel_strain(1,k)

其次，判断sel_material(6,k)是否等于2，以判断此结构单元是否为有阻滑：

若是，依据式k＝ry_p(x,5)求解得到x，进行如下赋值：

yh_strain＝yh_strain-ry_p(x,7)

最后，执行硬化函数，并对sel_strain(2,k)进行赋值：

sel_strain(2,k)＝sel_strain(1,k)

若sel_strain(1,k)>sel_material(2,k)，继续进一步判断sel_strain(1,k)与sel_material(3,k)的大小关系，以判断该结构单元是否断裂，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)≤sel_material(3,k)，执行以下步骤：

首先，定义变量rh_strain，进行以下赋值：

rh_strain＝sel_material(2,k)+sel_length(1,k)/sel_material(4,k)

*(sel_strain(1,k)-sel_material(2,k))

其次，判断sel_material(6,k)是否等于2：

若是，依据式k＝ry_p(x,5)求解得到x，进行如下赋值：

rh_strain＝rh_strain-ry_p(x,7)

最后，执行软化函数，并对sel_strain(2,k)进行赋值：

sel_strain(2,k)＝sel_strain(1,k)

修改结构单元编号ID＝k的结构单元的屈服应力为final_strength；

若sel_strain(1,k)>sel_material(3,k)，调取结构单元ID＝k的结构单元的最大拉伸应变，判断最大拉伸应变是否为0.0001，根据结果执行不同过程：

若是，跳出到下一个结构单元；

若不是，修改结构单元编号ID＝k的结构单元的最大拉伸应变为0.0001，跳出到下一个结构单元；

步骤110：在进行一次数值仿真分析计算之前，以杆体材料和横截面几何特征是否一致作为划分依据对锚索/岩锚杆体进行分类和编号；

步骤201：获取硬化软化断裂材料信息，具体为：

对于分类后的锚索/岩锚杆体中第i类锚索/岩锚杆体，对原标距长度为l_0i的杆体材料的拉伸试件进行静力拉伸试验，根据拉伸实验结果曲线，获取以下信息：屈服-硬化临界应变ε_1i、硬化-软化临界应变ε_2i、断裂应变ε_3i以及硬化及软化阶段各自的应力-应变函数关系

和

硬化阶段及软化阶段各自的应力-应变函数关系是通过数据处理软件对应力应变曲线的硬化段和软化段进行拟合得到，分别为：

在式(a)和式(b)中：σ为拉应力，ε为拉应变，

与

分别为原标距长度为l_0i的第i类锚索/岩锚杆体硬化阶段和软化阶段应力应变函数关系表达式；

数据处理软件可以为Excel、origin、matlab等具备数据处理的商业软件；

步骤202：将硬化软化断裂材料信息写入通用文件；

具体为：将硬化软化间隔应变以及步骤201中得到的硬化软化断裂材料信息(材料种类数n、材料名称、拉伸试件原标距长度、屈服-硬化临界应变、硬化-软化临界应变、断裂应变)写入步骤101中的硬化软化断裂材料信息文件，并将锚索/岩锚杆体硬化阶段和软化阶段的应力应变函数关系表达式

和

写入步骤109中的硬化软化断裂控制文件；

步骤203：获取让压信息，具体为：

在一次数值分析计算之前，以让压荷载、最大让压量以及是否阻滑一致作为划分依据对让压装置进行分类，得到n类让压装置，并对每一类进行编号，并依据让压锚杆/锚索的杆体安装位置以及让压锚杆/锚索的让压部位，获得所有让压装置的位置信息以及对应的类型信息；

步骤204：将获取的让压信息写入通用文件，具体为：

将步骤203中得到的让压装置类型信息(让压装置类型数n，类型编号，让压荷载，最大让压量，阻滑识别标志)写入步骤102中的让压装置类型信息文件，并将步骤203中得到的让压装置位置信息(让压装置安装位置坐标xyz，对应让压装置类型编号)写入步骤102中的让压装置位置信息文件；

步骤301：在数值模拟软件的主计算程序生成锚索/岩锚结构单元时，按照步骤201分类得到的n类锚索/岩锚杆体对应的锚索/岩锚结构单元进行分组命名：对属于第i类锚索/岩锚杆体的结构单元，其分组名应满足group_name_i＝material_name_i，所有分组名为group_name_1～group_name_n；

步骤302：调用通用文件，具体为：

首先，在主计算程序进行求解前，调用硬化软化断裂材料读取文件和让压信息读取文件(先于调用硬化软化断裂材料信息赋予文件和让压信息赋予文件)，以分别读取硬化软化断裂材料信息文件和让压信息文件中的信息；

其次，在生成所有经过分组命名的所述岩锚/锚索结构单元后，调用硬化软化断裂材料信息赋予文件和让压信息赋予文件，以将硬化软化断裂材料读取文件和让压信息读取文件读取到的信息赋予每个所述锚索/岩锚结构单元；

接着，调用硬化软化断裂材料信息修正文件，以修正所述硬化软化断裂材料信息文件中的信息；

最后，在主计算程序的每一个计算步结束时调用硬化软化断裂控制文件，以控制所述锚索/岩锚杆体在让压结束后进入弹性段、屈服段、软化段和最终断裂，并调用所述让压控制文件，以判断是否达到最大让压量并在达到最大让压量时依据让压装置的承载特性使锚索/岩锚杆体进一步承载或不承载。

需要说明的是，关于上述步骤中涉及的“结构单元”，现有的商业计算软件一般都会提供相应的结构单元用以模拟锚杆、锚索、岩锚等线性支护结构，如FLAC中的cable单元和pile单元，3DEC中的cable单元等，而由于软件自身预先设定的结构单元力学形状(应力应变关系)只能描述普通锚杆/锚索，不能表征让压锚杆/锚索，故本发明的方法是对软件内置的结构单元进行二次开发(力学特性修正)，使之能经过二次开发得到结构单元的应力应变关系能够描述让压锚杆/锚索。关于“计算步”，是指数值仿真计算中的迭代。关于“主计算程序”，是指为实现此次数值仿真计算工作而编写的不可或缺的程序运行控制代码文件。

另外，在上述步骤101～步骤302中，硬化软化断裂材料信息文件、让压信息文件、硬化软化断裂材料读取文件、让压信息读取文件、硬化软化断裂材料信息赋予文件、让压信息赋予文件、硬化软化断裂材料信息修正文件、让压控制文件和硬化软化断裂控制文件都属于通用文件。优选地，在上述步骤101～步骤302中独立制作的文件可以并成一个文件，通过一次读取所有数据一并存储或多次读取按需存储达到相同的目的，即将所有的信息文件合并成一个文件，通过一次读取所有数据一并存储或多次读取按需存储达到相同的目的。

优选地，上述步骤101～步骤302中的二维数组均可以采用其它数据存储以及传递方式替代。举个例子：对于一个用以存储四个数字的A(2×2)的数组，可通过定义四个实数型变量(a,b,c,d)将四个数字分别存储。假定A11存储的数字与a相同，当使用a,b,c,d替代A(2×2)进行数据存储时，原本在后续数据传递中应使用的A11应有a来替代。同样，对于两个用以分别存储四个数字的数组A(2×2)与B(2×2)，可通过定义C(2×4)或D(2×4)或E(1×8)之类的容量大于等于8的数组来存储。

在步骤101中，定义了锚索/岩锚杆的杆体材料拉伸物理力学性质，在步骤102中，定义了让压信息及让压点位置，利用让压点位置即可将让压锚杆/锚索与普通锚杆/锚索区分开，当利用让压点位置无法定位到一根锚杆/锚索(数值模型)的任一结构单元时，此锚杆/锚索即为普通锚杆/锚索，反之为让压锚杆/锚索。

在步骤109中，关于变量yh_strain，在前面的条件下，表明此时此结构单元为让压结构单元，有阻滑类型，且此结构单元轴向承载正处于硬化阶段，sel_strain(1,k)记录的是此结构单元当前的应变值，将其传递给yh_strain。但由于此值包含了由于让压位移因起的让压应变增量，在硬化函数中的自变量为不包含让压应变增量的应变量，故又进行了yh_strain＝yh_strain-ry_p(x,7)的赋值过程，在此过程中将让压应变增量ry_p(x,7)从yh_strain剔除。

关于变量rh_strain，在前面的条件下，表明此时此结构单元轴向承载已经过弹性-让压(当为让压锚杆/锚索时有此过程)-弹性(当为有阻滑让压锚杆/锚索时有此过程)-塑性流动-硬化各阶段，此时正处于软化阶段，rh_strain表示当前的软化应变，公式由失效破坏模式假定得到的软化径缩变形量相等原则得到。但由于对于让压结构单元，此值包含了由于让压位移因起的让压应变增量，在软化函数中的自变量为不包含让压应变增量的应变量，故又进行了rh_strain＝rh_strain-ry_p(x,7)的赋值过程，在此过程中将让压应变增量ry_p(x,7)从rh_strain剔除。

为了说明本发明构建的让压模型在让压荷载下的让压机理，分别对用上述步骤构建的四根不同类型锚杆(两根普通锚杆、无阻滑吸能让压锚杆、有阻滑吸能让压锚杆)同时进行静力拉伸实验模拟，各类型锚杆参数见表1。

表1实施例采用的锚杆信息

应用本发明实现同时考虑不同类型锚杆的静力拉伸实验的步骤如下：

步骤1：制作通用文件：硬化软化断裂材料信息文件、让压信息文件、硬化软化断裂材料信息读取文件、让压信息读取文件、硬化软化断裂材料信息赋予文件、让压信息赋予文件、硬化软化断裂材料信息修正文件、让压控制文件、硬化软化断裂控制文件。

步骤2：对两类锚杆杆体材料取样获得拉伸试件，原标距长度14cm(杆体材料1)/10cm(杆体材料2)，进行静力拉伸试验获得各自的应力应变曲线，如图2a-2b所示。

步骤3：根据拉伸实验结果曲线，获取以下信息：屈服-硬化临界应变：ε₁₁＝0.013，ε₁₂＝0.024；硬化-软化临界应变：ε₂₁＝0.15，ε₂₂＝0.236；断裂应变：ε₃₁＝0.174，ε₃₂＝0.384；

硬化函数为：

软化函数为：

步骤4：将上述杆体硬化软化断裂信息输入到杆体硬化软化断裂材料信息文件当中，可采用图3所示形式；将硬化函数/软化函数写入到硬化软化断裂文件，将表1中的让压锚杆让压信息输入到对应的让压信息文件，可采用图4及图5所示形式。

步骤5：对四根锚杆采用结构单元进行建模，对于杆体材料为材料1的1号和4号锚杆，对其进行分组并命名为type_1，对于杆体材料为材料2的2号和3号锚杆，对其进行分组并命名为type_2，一般的数值计算软件对于锚杆的模拟均采用理想弹塑性模型，因此，根据表1、图2a-2b及杆材分别对四根锚杆设置相关几何参数及力学参数(如：弹性模量、泊松比、横截面积、抗拉强度、最大拉伸应变等)，不设置断裂应变。

步骤6：首先，在主计算程序求解前调用硬化软化断裂材料读取文件以及让压信息读取文件(先于结构单元信息赋予文件的调用)；

其次，在生成所有岩锚/锚索结构单元后，再调用硬化软化断裂材料信息赋予文件以及让压信息赋予文件；

接着，调用硬化软化断裂材料信息修正文件；

最后，在主计算程序的每一个计算步结束调用硬化/软化/断裂控制文件以及让压控制文件。

步骤7：对四根锚杆分别进行一端固定，另一端施加轴向恒定速率，加载至四根锚杆均断裂失效，得到所有锚杆各自的静力拉伸实验数值模拟应力应变曲线如图6所示。

由图6所示的所有锚杆各自的静力拉伸实验数值模拟应力应变曲线可知，以本发明的方法构建的让压锚杆能够从让压机理上对让压锚杆进行描述，具有有效性、合理性和可行性。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，包括：

(1)制作通用文件，所述通用文件包括硬化软化断裂材料信息文件、让压信息文件、硬化软化断裂材料读取文件、让压信息读取文件、硬化软化断裂材料信息赋予文件、让压信息赋予文件、硬化软化断裂材料信息修正文件、让压控制文件和硬化软化断裂控制文件；

其中，所述让压信息文件包括让压装置类型信息文件和让压装置位置信息文件，所述让压装置类型信息文件包括让压装置种类数n、让压装置类型编号id₁～id_n、让压荷载σ_ry1～σ_ryn、最大让压量l_ry1～l_ryn和阻滑识别标志idfy，所述让压装置位置信息文件包括让压装置总数t、第i个让压装置对应的安装位置坐标x_i、y_i、z_i和对应的让压装置类型编号id_i,i＝1～n；

(2)在进行一次数值仿真分析计算之前，以杆体材料和横截面几何特征是否一致作为划分依据对锚索/岩锚杆体进行分类和编号；

(3)获取硬化软化断裂材料信息；

(4)将硬化软化间隔应变以及获取的所述硬化软化断裂材料信息写入所述硬化软化断裂材料信息文件，并将锚索/岩锚杆体硬化阶段和软化阶段的应力应变函数关系表达式写入所述硬化软化断裂控制文件；

(5)获取让压信息；

(6)将获取的所述让压信息写入所述让压信息文件；

(7)在数值模拟软件的主计算程序生成锚索/岩锚结构单元时，对与分类得到的锚索/岩锚杆体对应的锚索/岩锚结构单元进行分组命名，其分组名满足锚索/岩锚杆体的分组名与锚索/岩锚杆体的材料名相同；

(8)在所述主计算程序进行求解前调用所述硬化软化断裂材料读取文件和所述让压信息读取文件，以分别读取所述硬化软化断裂材料信息文件和所述让压信息文件中的信息；在生成所有经过分组命名的所述岩锚/锚索结构单元后调用所述硬化软化断裂材料信息赋予文件和所述让压信息赋予文件，以将所述硬化软化断裂材料读取文件和所述让压信息读取文件读取到的信息赋予每个所述锚索/岩锚结构单元；调用所述硬化软化断裂材料信息修正文件，以修正所述硬化软化断裂材料信息文件中的信息；在所述主计算程序的每一个计算步结束时调用所述硬化软化断裂控制文件，以控制所述锚索/岩锚杆体在让压结束后进入弹性段、屈服段、软化段和最终断裂，并调用所述让压控制文件，以判断是否达到最大让压量并在达到最大让压量时依据让压装置的承载特性使锚索/岩锚杆体进一步承载或不承载。

2.如权利要求1所述的吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，所述硬化软化断裂材料信息文件包括：锚索/岩锚杆体种类数n、材料名material_name_1～material_name_n、材料拉伸实验应力应变曲线对应的拉伸试件原标距长度l₀₁～l_0n、材料拉伸实验应力应变曲线中的屈服-硬化临界应变ε₁₁～ε_1n、硬化-软化临界应变ε₂₁～ε_2n、断裂应变ε₃₁～ε_3n以及用以控制计算主程序运算速度的硬化/软化间隔应变Δεε。

3.如权利要求2所述的吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，制作所述硬化软化断裂材料读取文件的步骤具体为：

首先，读取所述硬化软化断裂材料信息文件，并定义两个变量：材料总数material_number和硬化/软化间隔应变interval_strain，进行如下赋值：

material_number＝n

interval_strain＝Δεε；

其次，定义1个二维数组material(5，material_number)，并对该二维数组元素进行如下赋值：

material(1,i)＝material_name_i

material(2,i)＝l_0i

material(j,i)＝ε_(j-2)i,j＝3～5；

制作所述让压信息读取文件的步骤具体为：

首先，读取所述让压装置类型信息文件，并定义变量：让压装置种类数ry_number，进行如下赋值：

ry_number＝n；

其次，定义1个二维数组ry_material(4，ry_number)，对数组元素进行如下赋值：

ry_material(1,i)＝id_i

ry_material(2,i)＝σ_ryi

ry_material(3,i)＝l_ryi

ry_material(4,i)＝idfy_i，i＝1～n。

4.如权利要求3所述的吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，制作所述硬化软化断裂材料信息赋予文件的步骤具体为：

首先，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历得到所有锚索/岩锚结构单元编号ID的最大值sel_maxid；

其次，定义一个二维数组sel_length(2,sel_maxid)和一个二维数组sel_material(6,sel_maxid)；

接着，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历所有锚索/岩锚结构单元执行以下过程：

(i)对于锚索/岩锚结构单元编号ID＝k,k≤sel_maxid,的结构单元，调取锚索/岩锚结构单元信息中的结构单元所属分组的组名group_name_m和起始长度initial_length；

(ii)识别锚索/岩锚结构单元信息中的结构单元材料，具体为：遍历数组material(1,i),i＝1～n，求得x值，使material(1,x)＝group_name_m；

(iii)对数组sel_length和sel_material的元素进行以下赋值：

sel_length(1,k)＝initial_length

sel_material(1,k)＝material(3,x)

sel_material(2,k)＝material(4,x)

sel_material(4,k)＝material(2,x)

sel_material(5,k)＝x

sel_material(6,k)＝0；

最后，定义一个二维数组sel_strain(2,sel_maxid)；

制作所述让压信息赋予文件的步骤具体为：

首先，读取所述让压装置位置信息文件，并定义一个二维数组ry_p(t,8)，t为让压装置的总数，对ry_p进行如下赋值：

ry_p(i,1)＝x_i

ry_p(i,2)＝y_i

ry_p(i,3)＝z_i

ry_p(i,4)＝id_i

式中：x_i、y_i、z_i为第i个锚杆/锚索的让压装置的形心的位置点坐标；

其次，遍历表征让压装置所在位置的点p_i＝(ry_p(i,1),ry_p(i,1),ry_p(i,1))，i＝1～t，搜寻形心与p_i距离最近的锚索/岩锚结构单元为结构单元编号ID＝x_i，对ry_p进行如下赋值：

ry_p(i,5)＝x_i；

最后，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历所有锚索/岩锚结构单元执行以下过程：

对于ID＝k的结构单元，若k∈ry_p(i,5),i＝1～t，则：

(i)调取其起始长度initial_length，调取其屈服应力σ_ty；

(ii)识别结构单元让压材料：依据式k＝ry_p(x,5)求解得到x，依据式ry_material(1,y)＝ry_p(x,4)，求得y值，并对ry_p以及sel_material进行如下赋值：

ry_p(x,6)＝ry_material(2,y)

ry_p(x,7)＝ry_material(3,y)/initial_length

ry_p(x,8)＝ry_material(4,y)

sel_material(6,k)＝ry_material(4,y)

(iii)修改其屈服应力为ry_p(x,6)，并对ry_p(x,6)进行赋值：

ry_p(x,6)＝σ_ty。

5.如权利要求4所述的吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，制作所述硬化软化断裂材料信息修正文件，以修正硬化软化断裂材料信息中的屈服-硬化临界应变ε₁₁～ε_1n，硬化-软化临界应变ε₂₁～ε_2n，断裂应变ε₃₁～ε_3n，该步骤具体为：

遍历ry_p(i,5),i＝1～t，对sel_material进行赋值：

sel_material(1,ry_p(i,5))＝sel_material(1,ry_p(i,5))+ry_p(i,7)

sel_material(2,ry_p(i,5))＝sel_material(2,ry_p(i,5))+ry_p(i,7)

sel_material(3,ry_p(i,5))＝sel_material(3,ry_p(i,5))+ry_p(i,7)。

6.如权利要求4所述的吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，制作所述让压控制文件的步骤具体为：

遍历数组ry_p(i,5),i＝1～t，调取ID＝ry_p(i,5)的结构单元的当前拉应变strain_now、弹性模量E以及屈服应力σ_ty，对该结构单元进行如下设置：

若strain_now<ry_p(i,7)+σ_ty/E，则不进行任何设置；

若ry_p(i,7)+σ_ty/E<＝strain_now<sel_material(1,ry_p(i,5))，执行以下判断：

若ry_p(i,8)＝2且此结构单元的屈服应力不为ry_p(i,6)，修改其屈服应力为ry_p(i,6)；

若ry_p(i,8)＝1且此结构单元的最大拉伸应变不为0.00001，修改其最大拉伸应变为0.00001；

制作所述硬化软化断裂控制文件的步骤具体为：

在每一个计算步结束后，调取锚索/岩锚结构单元的全局表首地址，遍历所有锚索/岩锚结构单元对每个结构单元执行以下过程：

对于结构单元编号ID＝k的结构单元，判断sel_material(6,k)是否等于1，从而判断是否为无滑阻：

若是，跳出到下一个单元；

若不是，调取全局表首地址中其当前长度final_length，对所述硬化软化断裂材料信息赋予文件中生成的数组sel_length进行以下赋值：

sel_length(2,k)＝final_length

所述硬化软化断裂材料信息赋予文件中生成的数组sel_strain进行以下赋值：

sel_strain(1,k)＝(sel_length(2,k)-sel_length(1,k))/sel_length(1,k)

判断sel_strain(1,k)与sel_material(1,k)的大小关系，以判断是否进入塑性流动阶段，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)≤sel_material(1,k)，跳出到下一个结构单元；

若sel_strain(1,k)>sel_material(1,k)，继续进一步判断(sel_strain-(1,k)－sel_strain(2,k))的值与interval_strain的大小关系，以判断是否进入硬化阶段，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)-sel_strain(2,k)≤interval_strain，跳出到下一个结构单元；

若sel_strain(1,k)-sel_strain(2,k)>interval_strain，继续进一步判断sel_strain(1,k)与sel_material(2,k)的大小关系，以判断是否进入软化阶段，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)≤sel_material(2,k)，执行以下步骤：

首先，定义变量yh_strain，进行赋值：

yh_strain＝sel_strain(1,k)

其次，判断sel_material(6,k)是否等于2，以判断此结构单元是否为有阻滑：

若是，依据式k＝ry_p(x,5)求解得到x，进行如下赋值：

yh_strain＝yh_strain-ry_p(x,7)

最后，执行硬化函数，并对sel_strain(2,k)进行赋值：

sel_strain(2,k)＝sel_strain(1,k)

若sel_strain(1,k)>sel_material(2,k)，继续进一步判断sel_strain(1,k)与sel_material(3,k)的大小关系，以判断该结构单元是否断裂，并根据结果执行不同过程：

若sel_strain(1,k)≤sel_material(3,k)，执行以下步骤：

首先，定义变量rh_strain，进行以下赋值：

rh_strain＝sel_material(2,k)+sel_length(1,k)/sel_material(4,k)

*(sel_strain(1,k)-sel_material(2,k))

其次，判断sel_material(6,k)是否等于2：

若是，依据式k＝ry_p(x,5)求解得到x，进行如下赋值：

rh_strain＝rh_strain-ry_p(x,7)

最后，执行软化函数，并对sel_strain(2,k)进行赋值：

sel_strain(2,k)＝sel_strain(1,k)

修改结构单元编号ID＝k的结构单元的屈服应力为final_strength；

若sel_strain(1,k)>sel_material(3,k)，调取结构单元编号ID＝k的结构单元的最大拉伸应变，判断最大拉伸应变是否为0.0001，根据结果执行不同过程：

若是，跳出到下一个结构单元；

若不是，修改结构单元编号ID＝k的结构单元的最大拉伸应变为0.0001，跳出到下一个结构单元。

7.如权利要求1所述的吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，获取硬化软化断裂材料信息的步骤具体为：

对于分类后的锚索/岩锚杆体中第i类锚索/岩锚杆体，对原标距长度为l_0i的杆体材料的拉伸试件进行静力拉伸试验，根据拉伸实验结果曲线，获取以下信息：屈服-硬化临界应变ε_1i、硬化-软化临界应变ε_2i、断裂应变ε_3i以及硬化及软化阶段各自的应力-应变函数关系

和

8.如权利要求7所述的吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，硬化阶段及软化阶段各自的应力-应变函数关系是通过数据处理软件对应力应变曲线的硬化段和软化段进行拟合得到，分别为：

在式(a)和式(b)中：σ为拉应力，ε为拉应变，

与

分别为原标距长度为l_0i的第i类锚索/岩锚杆体硬化阶段和软化阶段应力应变函数关系表达式。

9.如权利要求3所述的吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，获取让压信息的步骤具体为：

在一次数值分析计算之前，以让压荷载、最大让压量以及是否阻滑一致作为划分依据对让压装置进行分类和编号，并依据让压锚杆/锚索的杆体安装位置以及让压锚杆/锚索的让压部位获得所有让压装置的位置信息以及对应的类型信息。

10.如权利要求9所述的吸能锚杆/锚索的材料型让压模型的构建方法，其特征在于，将所述让压信息写入所述让压信息文件的步骤具体为：

将让压装置类型信息写入所述让压装置类型信息文件、将让压装置位置信息写入所述让压装置位置信息文件。

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