基于變形元件的節(jié)理巖體三軸壓縮損傷本構(gòu)模型
本文選題:圍壓 + 三軸壓縮; 參考:《中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2015年03期
【摘要】:基于巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)觀點(diǎn),將巖體看作是由巖塊和結(jié)構(gòu)面組成的復(fù)合體,分別采用基于統(tǒng)計(jì)損傷模型的彈性損傷變形元件和考慮結(jié)構(gòu)面閉合及滑動(dòng)的變形元件描述巖塊和結(jié)構(gòu)面在壓縮荷載作用下的變形規(guī)律,進(jìn)而建立相應(yīng)的節(jié)理巖體壓縮損傷本構(gòu)模型。其次,針對上述損傷本構(gòu)模型中最大拉應(yīng)變破壞準(zhǔn)則不適合于描述三向受力狀態(tài)下巖石破壞的不足,基于Mises屈服準(zhǔn)則推導(dǎo)出三向應(yīng)力狀態(tài)下的最大主應(yīng)變與圍壓之間的關(guān)系,進(jìn)而將該模型推廣至三維情形。最后,通過算例對該模型的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。研究結(jié)果表明:該模型能夠較好地反映圍壓對節(jié)理巖體試件強(qiáng)度及變形的影響規(guī)律,即隨著圍壓增加,節(jié)理巖體試樣峰值強(qiáng)度增加,而試樣破壞時(shí)的最終應(yīng)變減小。
[Abstract]:Based on the viewpoint of structural mechanics of rock mass, the rock mass is regarded as a complex composed of rock blocks and structural planes. The elastic damage deformation element based on statistical damage model and the deformation element considering the closure and sliding of the structural plane are used to describe the deformation law of the rock block and the structural plane under the compression load, respectively. Then the corresponding constitutive model of compression damage of jointed rock mass is established. Secondly, the maximum tensile strain failure criterion in the above damage constitutive model is not suitable to describe the failure of rock under three direction stress. Based on Mises yield criterion, the relationship between maximum principal strain and confining pressure in three direction stress state is deduced. Then the model is extended to three-dimensional case. Finally, the rationality of the model is verified by an example. The results show that the model can well reflect the influence of confining pressure on the strength and deformation of jointed rock mass specimen, that is, with the increase of confining pressure, the peak strength of jointed rock mass specimen increases and the final strain decreases when specimen failure.
【作者單位】: 北京科技大學(xué)土木工程與環(huán)境學(xué)院;中國地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院;西藏大學(xué)工學(xué)院;首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院;河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41002113,41162009) 教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(211175) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2014ZY45) 2011年度北京市屬高等學(xué)校人才強(qiáng)教深化計(jì)劃人才創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(PHR201107143)~~
【分類號】:TU45
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:2056763
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