考虑初始空隙压密的岩石变形全过程本构模型

• 作者: 李修磊 陈洪凯 张金浩
• 来源期刊: 西南交通大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 三轴应力-应变关系 空隙应变比 损伤变量 本构模型
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 314-321
• 页数: 8页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200220

摘要

为了建立能够准确模拟岩石变形全过程的本构模型,深入分析了现有统计损伤模型难以描述岩石初始非线性变形阶段的局限性.综合考虑岩石的变形机理,将岩石抽象为由空隙和骨架组成的材料,分析了岩石变形及空隙与骨架两部分变形之间的关系,提出了空隙应变比K的概念;利用岩石三轴试验结果,提出了岩石骨架和空隙两部分应变的计算方法,推导了K的演化方程;通过引入统计损伤理论,将岩石看作是由众多强度服从Weibull函数分布的微元组成,最终建立了能够反映岩石变形全过程的本构模型,并给出了模型相关参数的确定方法.现有模型结果和试验结果比较分析表明:本文模型能够较好地模拟荷载作用下岩石变形破坏全过程的5个阶段,相关系数均在0.92以上,很好地解释了围压越大初始空隙压密阶段越短以及弹性模量、峰值强度和峰值应变均越大的力学行为特性.