本文選題：中主應(yīng)力效應(yīng)　切入點：顆粒離散元　出處：《中國科學(xué):技術(shù)科學(xué)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：利用顆粒離散元法分析了中主應(yīng)力對巖石在真三軸條件下峰值應(yīng)力、微裂紋數(shù)目變化、顆粒摩擦耗散能、破壞方式、微裂紋分布的影響.數(shù)值模擬再現(xiàn)了隨中主應(yīng)力增大,巖石材料強(qiáng)度先增大后減小的變化規(guī)律.細(xì)觀層面,中主應(yīng)力增大使得微裂紋在加載平面上投影由均勻變得不均勻.中主應(yīng)力比b大于0.5,巖樣在屈服階段產(chǎn)生微裂紋顯著增多,顆粒摩擦耗能增大非常明顯.中主應(yīng)力一方面抑制了法向沿中主應(yīng)力方向(或存在該方向分量)的微裂紋的擴(kuò)展,這將導(dǎo)致巖樣強(qiáng)度的增加.另一方面,法向沿小主應(yīng)力(或存在該方向分量)的微裂紋的擴(kuò)展得到了促進(jìn),這導(dǎo)致巖樣強(qiáng)度的減小.這種對不同方向微裂紋擴(kuò)展的抑制或者促進(jìn)作用導(dǎo)致巖樣宏觀強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減小的變化規(guī)律.基于Weibull統(tǒng)計理論,建立了能反映巖石強(qiáng)度中主應(yīng)力效應(yīng)的概率統(tǒng)計強(qiáng)度模型.采用剪應(yīng)力來表示計算強(qiáng)度,推導(dǎo)出一個新的能反映中主應(yīng)力和材料不均勻性綜合影響的強(qiáng)度準(zhǔn)則.該準(zhǔn)則可以視為Mohr-Coulomb準(zhǔn)則的修正,當(dāng)材料絕對均勻時該準(zhǔn)則可以退化為Mohr-Coulomb準(zhǔn)則.通過和真三軸壓縮試驗結(jié)果、數(shù)值模擬結(jié)果以及常用強(qiáng)度準(zhǔn)則對比發(fā)現(xiàn)本文強(qiáng)度準(zhǔn)則能很好地反映中主應(yīng)力對巖石強(qiáng)度的影響規(guī)律.
[Abstract]:The effects of the medium principal stress on the peak stress, the number of microcracks, the energy dissipation of particles, the mode of failure and the distribution of microcracks in rock under true triaxial conditions are analyzed by means of particle discrete element method. The variation of the strength of rock materials increases first and then decreases. In meso-plane, the increase of meso-principal stress makes the projection of microcracks on the loading plane from uniform to non-uniform. The ratio of medium principal stress b is greater than 0.5, and the microcracks of rock samples increase significantly in the yield stage. The increase of friction energy consumption of particles is very obvious. On the one hand, the medium principal stress inhibits the propagation of microcracks along the direction of the central principal stress (or the existence of this component), which will lead to the increase of the strength of the rock samples, on the other hand, The propagation of microcracks along a small principal stress (or in which there is a component in this direction) is promoted. This leads to the decrease of the strength of rock samples. The inhibition or promotion of microcrack propagation in different directions leads to the change of macroscopic strength of rock samples which increases first and then decreases. Based on the Weibull statistical theory, A probabilistic statistical strength model which can reflect the effect of principal stress in rock strength is established. The shear stress is used to express the calculated strength. A new strength criterion, which can reflect the combined effect of principal stress and material inhomogeneity, is derived. The criterion can be regarded as a modification of Mohr-Coulomb criterion. When the material is absolutely uniform, the criterion can degenerate into Mohr-Coulomb criterion. The numerical simulation results and the comparison of the commonly used strength criteria show that the strength criterion in this paper can well reflect the law of the influence of the medium principal stress on the rock strength.
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院;南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【分類號】：TU45

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本文編號：1584188