多孔介质岩土材料剪切带孔隙特征研究岩石力学与工程学报.PDF

第23 卷 第15 期 岩石力学与工程学报 23(15) ：2519～2522 2004 年8 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Aug .，2004 多孔介质岩土材料剪切带孔隙特征研究(2)—— 最大孔隙比分析* 王学滨1 1，2 1 1 姚再兴 马 剑 潘一山 (1 辽宁工程技术大学力学与工程科学系 阜新 123000) (2 中国科学院力学研究所 北京 100080) 摘要 在流动剪切应力为残余剪切强度时，对剪切带内部的局部孔隙比和平均孔隙比进行了理论分析。对于应变 软化阶段剪胀的岩土材料，基于梯度塑性理论验证了在剪切带内部存在最大孔隙比的客观事实，最大孔隙比具有 两层含义，即局部(和坐标有关)最大孔隙比和平均最大孔隙比，分别解释了相关的实验现象。对影响剪切带内部平 均最大孔隙度的因素进行了分析；给出了剪切软化模量、残余剪切强度及扩容角对剪切带内部最大孔隙度的影响 规律。在软化过程中，剪切带中部最大孔隙度逐渐增加，直至残余强度剪切带中部最大孔隙度达到最大值。研究 结果为流固耦合多孔介质岩土材料的稳定性研究奠定了初步的理论基础。 关键词 岩土力学，梯度塑性理论，局部化，剪切带，多孔介质，局部最大孔隙比，平均最大孔隙比 分类号 TU 451 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)15-2519-04 ANALYSIS OF VOID CHARACTERISTICS IN SHEAR BAND OF POROUS MEDIA (2) ：MAXIMUM VOID RATIO 1 1，2 1 1 Wang Xuebin ，Yao Zaixing ，Ma Jian ，Pan Yishan (Department of Mechanics and Engineering Sciences ，Liaoning Technical University ， Fuxin 123000 China) 2 ( Institute of Mechanics ，The Chinese Academy of Sciences， Beijing 100080 China) Abstract Local void ratio and average void ratio in shear band are investigated as residual shear strength is reached. For quasi-brittle materials that dilate ，some experimental results show that maximum void ratio occurs in critical state of the shear band. Further discussion is made based on gradient-dependent plasticity with consideration of the effect of microstructures. Local maximum void ratio is different from average maximum void ratio. Local means are dependent on coord