考虑初始损伤和残余强度的岩石变形过程模拟

论文摘要

针对现有损伤模型的不足,提出同时反映岩石初始损伤和残余强度的岩石变形过程模拟方法.将岩石材料分为未损伤部分、损伤部分和微缺陷,未损伤部分和损伤部分共同承担岩石所受的应力.通过岩石材料几何条件及微观受力分析建立未损伤部分的应变分析.再考虑岩石的形变比能只与损伤部分材料相关,从而建立损伤部分的应变分析.然后探讨岩石损伤和耗散能的关系,提出了可以反映岩石初始损伤的损伤演化方程,基于各部分应变分析建立模拟岩石变形过程的损伤本构模型,同时给出模型各参数的确定方法.结果表明:损伤演化方程不仅表现了岩石的初始损伤特征,也可以完整地体现岩石变形破坏过程的5个阶段;与前人模型相比,提出的岩石变形模拟方法与试验曲线更加吻合,体现了岩石的变形全过程,特别是更加直观地反映了岩石的初始损伤和残余强度特征.综合体现了本文模型在模拟岩石变形全过程时的优势.

论文目录

• 1岩石材料变形分析模型
•   1.1 未损伤部分的应变分析
•   1.2 损伤部分的应变分析
•   1.3 微缺陷部分的应变分析
• 2 参数确定方法
•   2.1 损伤变量D的确定
•   2.2 δ的确定
•   2.3 γ的确定
•   2.4 空隙率n的确定
•   2.5 E1和μ1的确定
•   2.6 E3和μ3的确定
•   2.7 E2和μ2的确定
• 3模型求解步骤
• 4 实例与验证
•   4.1 损伤变量的求解
•   4.2 强度参数的求解
•   4.3 文中所提参数的求解
•   4.4 变形参数和空隙率的求解
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 温韬,唐辉明,马俊伟,张俊荣,范志强

关键词: 岩石,压密阶段,初始损伤,残余强度,本构模型

来源: 地球科学 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 中国地质大学工程学院,中国地质大学教育部长江三峡库区地质灾害研究中心

基金: 国家自然科学基金项目(No.41230637),国家重点基础研究发展计划973计划项目(No.2011CB710606),中国博士后基金项目(No.2018M642799)

分类号: TU45

页码: 652-663

总页数: 12

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