本文關(guān)鍵詞：巖石彈塑性損傷本構(gòu)模型建立及在隧道工程中的應(yīng)用

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【摘要】：在實(shí)際隧道施工過(guò)程中,隧道開(kāi)挖引起地下巖體應(yīng)力重分布使得圍巖的微裂紋擴(kuò)展損傷,并伴隨有塑性流動(dòng)變形。在地下水環(huán)境中對(duì)于孔隙和微裂隙圍巖介質(zhì)受到應(yīng)力作用時(shí),在內(nèi)部將產(chǎn)生高孔隙水壓力影響巖石的力學(xué)性質(zhì),也改變了圍巖的破壞模式。為了研究損傷引起的剛度退化和塑性導(dǎo)致的流動(dòng)兩種破壞機(jī)制的耦合作用,從彈塑性力學(xué)和損傷理論的角度出發(fā),同時(shí)引入修正有效應(yīng)力原理來(lái)考慮孔隙水壓力的作用,建立基于Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則的彈塑性損傷本構(gòu)模型;針對(duì)該本構(gòu)模型推導(dǎo)了孔隙水壓力作用下彈塑性損傷本構(gòu)模型的數(shù)值積分算法-隱式返回映射算法,分別對(duì)預(yù)測(cè)應(yīng)力返回到屈服面的光滑圓錐面或尖點(diǎn)奇異處兩種可能的情況給出了詳細(xì)的描述,隱式返回映射算法具有穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的特點(diǎn);大多數(shù)彈塑性損傷模型中涉及參數(shù)多且不易確定的問(wèn)題,采用反分析方法獲得損傷參數(shù),解決了損傷參數(shù)不易確定的難題;采用面向?qū)ο蟮木幊谭椒?使用C++語(yǔ)言編制了彈塑性損傷本構(gòu)求解程序,并對(duì)所建立的彈塑性損傷模型和所編程序進(jìn)行了試驗(yàn)和數(shù)值兩個(gè)方面的驗(yàn)證;最后將其在吉林撫松隧道工程中進(jìn)行應(yīng)用,模擬了塑性區(qū)和損傷區(qū)的發(fā)展變化。研究結(jié)果表明:所建立的彈塑性損傷本構(gòu)模型能夠較好地描述巖石的力學(xué)性能、塑性和損傷變化趨勢(shì),所編程序能夠進(jìn)行實(shí)際工程問(wèn)題的模擬,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工給予一定的指導(dǎo)。
【作者單位】： 大連海事大學(xué)道路與橋梁工程研究所;大連海事大學(xué)遼寧省公路工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 孔隙水壓力 彈塑性損傷本構(gòu)模型 修正有效應(yīng)力原理 Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則 隱式返回映射算法 反分析方法
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.51079010) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(No.2013YB03,No.3132013315) 大連市交通科技項(xiàng)目(No.2011-10) 吉林省交通廳交通運(yùn)輸科技項(xiàng)目(No.2012-1-6)
【分類號(hào)】：U451.2
【正文快照】： 1引言在隧道施工過(guò)程中,隧道開(kāi)挖引起地下巖體應(yīng)力重分布通常會(huì)引起圍巖的損傷,其損傷程度取決于多方面因素,諸如開(kāi)挖方法、巖體本身力學(xué)特性、初始微裂隙和孔隙、地應(yīng)力場(chǎng)等。圍巖損傷擾動(dòng)后,巖體力學(xué)、水利特性等將發(fā)生顯著的變化[1]。巖石材料中存在孔隙、微裂隙等缺陷,其

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1 李正;復(fù)雜受力條件下混凝土損傷本構(gòu)模型及鋼筋混凝土橋梁地震損傷分析[D];天津大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：941960