凍融荷載耦合作用下節(jié)理巖體損傷本構(gòu)模型
本文關(guān)鍵詞:凍融荷載耦合作用下節(jié)理巖體損傷本構(gòu)模型 出處:《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》2015年08期 論文類型:期刊論文
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【摘要】:針對(duì)寒區(qū)節(jié)理巖體,提出凍融細(xì)觀損傷,受荷細(xì)觀損傷與節(jié)理宏觀損傷的概念;贚emaitre應(yīng)變等效假設(shè),推導(dǎo)凍融受荷條件下考慮節(jié)理巖體宏細(xì)觀缺陷耦合的復(fù)合損傷變量。以完整巖石的初始損傷狀態(tài)作為基準(zhǔn)損傷狀態(tài),建立節(jié)理巖體凍融受荷損傷本構(gòu)模型,引用試驗(yàn)資料對(duì)模型的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。研究結(jié)果表明:(1)巖石在凍融循環(huán)過(guò)程中引起的細(xì)觀損傷是一個(gè)周期性疲勞破壞的過(guò)程,凍融細(xì)觀損傷隨凍融次數(shù)近似線性增加,單次凍融循環(huán)對(duì)巖石造成的損傷較小,為局部損傷;巖石在受荷過(guò)程中引起的細(xì)觀損傷隨應(yīng)變的演化率呈不均勻分布,峰值應(yīng)變處受荷損傷演化率最大。(2)預(yù)制節(jié)理對(duì)巖石造成的宏觀損傷具有明顯各向異性,隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加,節(jié)理巖樣的宏觀各向異性有所弱化,弱化程度同節(jié)理性質(zhì)和凍融循環(huán)次數(shù)有關(guān)。(3)寒區(qū)受荷節(jié)理巖體的力學(xué)性能由凍融細(xì)觀損傷,受荷細(xì)觀損傷與節(jié)理宏觀損傷及其耦合效應(yīng)所決定,節(jié)理巖體凍融受荷復(fù)合損傷變量可以較好地反映節(jié)理巖體的抗凍性能。
[Abstract]:For jointed rock mass in cold region, the concepts of frozen and thawed meso damage, loaded meso damage and joint macro damage are put forward, based on the Lemaitre strain equivalence hypothesis. The composite damage variable considering the coupling of macro and meso-defects of jointed rock mass under freeze-thaw loading condition is deduced. The damage constitutive model of jointed rock mass under freeze-thaw loading is established by taking the initial damage state of intact rock as the reference damage state. The rationality of the model is verified by the experimental data. The results show that the meso-damage caused by the rock during freeze-thaw cycle is a periodic fatigue failure process. With the increase of freezing and thawing times, the damage caused by single freeze-thaw cycle is relatively small, which is local damage. In the process of rock loading, the evolution rate of meso-damage caused by the strain is uneven, and the maximum evolution rate of damage caused by loading at the peak strain is the largest. The prefabricated joints have obvious anisotropy to the macroscopic damage caused by the rock. With the increase of freeze-thaw cycles, the macroscopic anisotropy of jointed rock samples is weakened, and the degree of weakening is related to the properties of joints and the number of freeze-thaw cycles. The composite damage variables of frozen and thawed jointed rock mass can well reflect the frost resistance of jointed rock mass.
【作者單位】: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院;西藏大學(xué)工學(xué)院;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41002113,41162009) 中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2 9 2014 019)
【分類號(hào)】:TU45
【正文快照】: 1引言隨著寒區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的跟進(jìn),實(shí)際工程中的巖石往往受到凍融循環(huán)、荷載等因素的共同作用,研究?jī)鋈谘h(huán)條件下受荷巖石的損傷力學(xué)特性具有重大意義[1]。目前許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了專門研究,如:楊更社等[2-3]利用CT掃描設(shè)備對(duì)巖石材料在凍融循環(huán)條件下的凍融細(xì)觀損傷擴(kuò)展特性
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):1438390
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