本文關(guān)鍵詞： 巖體結(jié)構(gòu)面 剪脹 彈塑性損傷 Helmholtz自由能 本構(gòu)模型 積分算法　出處：《巖土工程學(xué)報(bào)》2017年06期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：地下結(jié)構(gòu)中廣泛存在的各種不連續(xù)面是影響巖體工程力學(xué)特性的重要因素,研究結(jié)構(gòu)面在循環(huán)荷載作用下的力學(xué)行為具有重要的工程意義�；诜顷P(guān)聯(lián)塑性理論,同時(shí)定義加載剪脹段和反向剪縮段,建立了巖體結(jié)構(gòu)面剪脹與塑性耦合本構(gòu)關(guān)系;從結(jié)構(gòu)面的基本損傷機(jī)制出發(fā),基于拉、剪分離的思路,建立了一類基于能量原理的巖體結(jié)構(gòu)面拉、剪損傷本構(gòu)模型,該模型基于有效應(yīng)力空間塑性力學(xué)基本原理,定義了巖體結(jié)構(gòu)面拉、剪塑性Helmholtz自由能分量及損傷能釋放率,建立了巖體結(jié)構(gòu)面拉、剪損傷破壞準(zhǔn)則。針對結(jié)構(gòu)面在循環(huán)荷載作用下的強(qiáng)非線性問題,引入算子分解的思想,將彈塑性演化與損傷演化過程分開進(jìn)行求解,提出了結(jié)構(gòu)面彈塑性損傷本構(gòu)關(guān)系的混合積分算法。分別進(jìn)行了巖體結(jié)構(gòu)面直剪和循環(huán)剪切試驗(yàn)的數(shù)值仿真,計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)基本一致,表明該模型在模擬非連續(xù)巖體復(fù)雜變形方面是合理有效的。
[Abstract]:A variety of widely existed in the underground structure discontinuity is an important factor affecting the engineering characteristic of rock mechanics, it has important engineering significance to study on the mechanical behavior of structures under cyclic loading. Based on the theory of non associated plasticity, while the definition of dilatancy and shear loading contraction section, a rock structure and dilatancy the plastic coupling constitutive relation; from the basic structure of the damage mechanism, based on the idea of separation of tension, shear, set up a type of rock mass structure based on energy principle drawing, shearing damage constitutive model, the model is based on the basic principle of effective stress space plastic mechanics, the definition of rock mass structure, shear plastic the Helmholtz component of free energy and damage energy release rate, a rock mass structure, shear damage criterion. According to the structure of strong nonlinear problems under cyclic load, the decomposition operator is introduced to the elastoplastic The evolution and the damage evolution process are solved separately, and puts forward a hybrid integral algorithm of structural plane elastoplastic damage constitutive relationship. The numerical simulation of rock mass structural plane shear and cyclic shear test, calculation and model test are basically the same, show that the model in simulating complex discontinuous rock mass deformation is reasonable and effective.

【作者單位】： 武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;武漢大學(xué)水工巖石力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;江西省交通科學(xué)研究院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51279136,51579191) 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973”計(jì)劃)項(xiàng)目(2015CB057904)
【分類號】：TU452
【正文快照】： 工程實(shí)踐表明,地下結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性良好,而局部失穩(wěn)現(xiàn)象頻繁發(fā)生,非連續(xù)性巖體結(jié)構(gòu)面是控制工程結(jié)構(gòu)局部失穩(wěn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其力學(xué)行為及其空間分布極大地影響著工程巖體的安全穩(wěn)定性[1]。特別地,在爆破、水位升降、地震等循環(huán)荷載作用下,結(jié)構(gòu)面的力學(xué)行為會變得異常復(fù)雜,且極不

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