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基于應(yīng)變能密度的非均質(zhì)巖石損傷本構(gòu)模型研究

文志杰; 田雷; 蔣宇靜; 左宇軍; 孟凡寶; 董優(yōu); 林觀; 楊濤; 呂大煒 山東科技大學礦山災(zāi)害預(yù)防控制省部共建國家重點實驗室培育基地; 山東青島266590; 山東大學巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心; 山東濟南250061; 長崎大學工學部地盤環(huán)境研究室; 日本長崎8528521; 貴州大學礦業(yè)學院; 貴州貴陽550025; 香港理工大學土木及環(huán)境工程學系; 香港; 華北科技學院安全工程學院; 河北燕郊065201; 山東科技大學沉積成礦作用與沉積礦產(chǎn)山東省重點實驗室; 山東青島266590

摘要：基于巖石細觀單元彈性模量近似服從Weibull分布的假設(shè),結(jié)合應(yīng)變能密度理論,建立巖石損傷本構(gòu)模型,借助聲發(fā)射事件能量信號和巖石縱波波速提出巖石均質(zhì)度系數(shù)m和彈性模量折減系數(shù)K0確定方法,并對參數(shù)進行修正。利用建立的損傷本構(gòu)模型進行單軸加載模擬,將模擬結(jié)果曲線與已有模型理論曲線以及單軸加載實驗曲線進行對比,該模型能很好地描述試件應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系與聲發(fā)射情況。在此基礎(chǔ)上,利用該模型進行石膏試件反復(fù)加載模擬,分析其應(yīng)力–應(yīng)變及聲發(fā)射特征,并與室內(nèi)實驗結(jié)果進行對比分析。研究結(jié)果表明:試件均質(zhì)度越高,脆性破壞特征越明顯;借助聲發(fā)射信號和巖石縱波波速確定的均質(zhì)度m以及彈性模量折減系數(shù)K0的計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合。基于應(yīng)變能密度的巖石損傷本構(gòu)模型的構(gòu)建為綜合考慮巖石的均質(zhì)度及反復(fù)加載過程對巖石試件影響提供了新的理論依據(jù)。

注: 保護知識產(chǎn)權(quán),如需閱讀全文請聯(lián)系巖石力學與工程學報雜志社