岩石在不同应力条件下的本构模型与损伤演化

• 作者: 关慧明 刘帅 张珂 魏春雨 龙彦泽
• 来源期刊: 沈阳建筑大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石 单轴应力加载 三轴应力加载 本构模型 损伤特性
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 896-903
• 页数: 8页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文
• DOI: 10.11717/j.issn:2095-1922.2016.05.16

摘要

目的 建立反映岩石破裂过程的本构关系,解决由于其天然的复杂形态和赋存条件的多样性而导致的复杂破坏特性问题.方法 借助连续损伤理论和Weibull统计分布函数,针对岩石不同应力条件下的变形特征分别建立本构模型,并通过引入损伤因子导出损伤演化方程.结果 岩石在受到单轴应力以及三轴应力时所得到的本构方程在原理上是一致的,区别在于在受到三轴应力时需考虑围压的影响.随着轴向应变的增大,岩石要经历微型隙压密阶段、弹性变形阶段、塑性屈服阶段和破坏阶段.在三轴应力试验中,随着围压的增大,上述阶段会变得缓慢.结论 岩石的应力应变曲线实质上是以裂纹为主的变形破坏过程,是损伤变量趋于1的发展历程.围压增大抑制了岩石中微裂纹的扩张,说明围压会改变岩石的受力状态,宏观上表现为岩石平均强度的增大.经参考试验结果验证,所建立的模型合理可行.