岩石损伤本构模型研究.pdfVIP

第27卷第4期 贵州大学学报(自然科学版) V01．27No．4 ofGuizhou 2010年8月 Journal University(NaturalSciences) Aug．2010 17-03 文章编号1000—5269(2010)04一Ol 岩石损伤本构模型研究 岳 洋。 (贵州省公路工程集团总公司，贵州贵阳550003) 摘要：基于应变强度理论和岩石微元强度服从幂函数分布的假定，利用统计损伤力学的理论， 建立了岩石破坏过程中的损伤统计本构模型，并引用试验资料对模型进行了验证。验证结果表 明：模型理论曲线与试验实测曲线具有较高的吻合度，所建模型能够比较好的反映岩石在三向压 力作用下的应力一应变关系和岩石强度变化特征，说明本文所建立的模型是合理的。 关键词：岩石；损伤；统计；本构模型 中图分类号：U416．164文献标识码：A 岩石是一种复杂的自然地质体，由于各种外界 (2) ，Y D=n^r 荷载和环境的长期作用，其内部存在着各种各样的 式中D为岩石损伤变量，n为某级荷载下已破坏 缺陷。损伤力学正是从各种缺陷导致结构劣化这 一基本点出发来研究这些缺陷的产生、扩展及汇合 的微元数目，J7、r为无损岩石材料的总微元数目。 的过程及其对力学性质的影响规律的…。近年 当加载到某一水平F时，破坏的微元数目为 来，由于引入了统计损伤理论，将岩石内部损伤程 (3) n(n=IIⅣP(洲”N(铂e)“ 度以微元强度加以量化，并根据岩石内部损伤服从 则 随机分布的特点，假定岩石内部缺陷服从某种分 布，建立了岩石损伤统计本构模型，使岩石本构关 D=(旦)“ (4) S0 系研究取得了一定程度的突破旧。7J。 当岩石材料承受荷载作用后，在宏观裂隙出现 本文从岩石微元强度统计特性人手，假定岩石 以前，局部出现的微裂隙已经影响了岩石材料的力 微元强度服从幂函数分布，建立了岩石损伤统计本 学性质…。假定岩石微元破坏前服从广义虎克定 构模型，并用试验数据对本文模型进行了验证。结 律，由连续介质损伤力学理论可得如下本构关系 果表明：本文所得模型能够比较好的反映岩石破坏 盯=Es(1一D) (5) 过程中的本构关系，从而说明了本文模型的合理 式中E和s分别表示无损岩石的弹性模量和应变 性。 量。 1损伤模型的建立