岩石塑性变形条件下的Mohr_Coulomb屈服准则.docx

６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．１２．０３４．Ｗａｎｇ Ｈ Ｃ，Ｚｈａｏ Ｗ Ｈ，Ｓｕｎ Ｄ Ｓ，ｅｔａｌ．Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂｙｉｅｌｄｃｒｉｔｅｒｉｏｎｉｎｒｏｃｋｐｌａｓｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ．ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０１２，５５（１２）：４２３１－４２３８，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．１２．０３４．岩石塑性变形条件下的 Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ屈服准则王红才１，２，赵卫华１，２，孙东生１，２，郭彬彬１，２１ 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室，北京 １０００８１２ 中国地质科学院地质力学研究所，北京 １０００８１摘 要 传统的 Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ强度准则仅描述了峰值强度状态下正应力和剪应力之间的关系，作为岩石破 坏 的判据．本文拓展概念，提出 Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ屈服准则表述岩石发生塑性变形后不同应力状态下屈服面的应力应变关 系．在总结实验研究的基础上建立了使用三轴压缩试验数据确定塑性参数ｃ 和φ 随内变量κ 变化的实验技术方法， 给出了评价各向同性模型精度的参量表达以及某些测试结果．采用具有各向同性强（软）化 规 律 的 Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ 屈服准则，利用岩石的初始屈服、峰值屈服和残余屈服三组参数可以将全过程应力应变曲线简化表征为四直线模 型，它比三线性模型有更广泛的适用性．本文的结果为工程地质数值模拟提供了理论和实验基础，具有指导意义．关键词 岩石塑性变形，Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ屈服准则，弹塑性参量，各向同性强（软）化，四直线模型ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．１２．０３４中图分类号收稿日期２０１２－０４－１１，２０１２－１２－１２收修定稿Ｐ３１３Ｍｏｈｒ－ＣｏｕｌｏｍｂｙｉｅｌｄｃｒｉｔｅｒｉｏｎｉｎｒｏｃｋｐｌａｓｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｃｓＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ－Ｃａｉ１，２ ，ＺＨＡＯ Ｗｅｉ－Ｈｕａ１，２ ，ＳＵＮ Ｄｏｎｇ－Ｓｈｅｎｇ１，２ ，ＧＵＯ Ｂｉｎ－Ｂｉｎ１，２１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ ＮｅｏｔｅｃｔｏｎｉｃＭｏｖｅｍｅｎｔａｎｄＧｅｏｈａｚａｒｄ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＬａｎｄａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｏｎｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｎｏｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓｏｎｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｓｕｒｆａｃｅａｔｔｈｅｐｅａｋｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｕｓｅｄａｓａｃｒｉｔｅｒｉｏｎｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｒｏｃｋｈａｓｆａｉｌｅｄ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｅｘｐａｎｄｓｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｔｈｅ Ｍｏｈｒ－ Ｃｏｕｌｏｍｂｓｔｒｅｎｇｔｈｃｒｉｔｅｒｉｏｎｂｙｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅ Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂｙｉｅｌｄｃｒｉｔｅｒｉｏｎｃａｎｅｘｐｒｅｓｓｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｓｔｒａｉｎａｎｄｓｔｒｅｓｓｏｆｆａｉｌｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｓｔｒｅｓｓｓｔａｔｅｓａｆｔｅｒｐｌａｓｔｉｃ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｃｃｕｒｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙ，ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｐｐｒｏａｃｈ ｗｈｉｃｈｅｍｐｌｏｙｓ ｔｒｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｔｅｓｔｉｎｇｄａｔａｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｐｌａｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｎｄφ ｗｈｉｃｈｖａｒｙ ｗｉｔｈｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌｖａｒｉａｂｌｅκ ｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｕｓｅｄｔｏａｓｓｅｓｓｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｉｓｏｔｒｏｐｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｏｍｅｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅ Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂｙｉｅｌｄｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆ ｉｓｏｔｒｏｐｉｃｈａｒｄｅｎｉｎｇｏｒｓｏｆｔｅｎｉｎｇ，ｉｎｗｈｉｃｈｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆｗｈｏｌｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｉｎｔｏａ ｆｏｕｒ－ｌｉｎｅｍｏｄｅｌｕｓｉｎｇｉｎｉｔｉａｌ，ｐｅａｋａｎｄｒｅｍｎａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｏｃｋ，ｉｓ ｍｏｒｅａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｈａｎｔｈｅ ｔｒｉｌｉｎｅａｒｍｏｄｅｌｂ