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考虑应变率变化的岩石变形统计损伤模拟适用性分析
1
作者
张超
朱东平
+2 位作者
杨楚卿
颜桢炜
夏真荣
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1385-1393,共9页
针对应变率的变化影响岩石静动态变形破坏过程及其力学特性的特点,通过考虑应变率对岩石强度的影响,联系现有的静态岩石强度准则,建立能反映静动载荷条件下的岩石强度性质,且考虑应变率变化的岩石强度准则泛函式。基于本研究建立的强度...
针对应变率的变化影响岩石静动态变形破坏过程及其力学特性的特点,通过考虑应变率对岩石强度的影响,联系现有的静态岩石强度准则,建立能反映静动载荷条件下的岩石强度性质,且考虑应变率变化的岩石强度准则泛函式。基于本研究建立的强度准则泛函式,结合M-C强度准则和D-P强度准则,分别确定两种不同的岩石微元强度的合理度量方法,进而引入统计损伤理论,考虑岩石损伤阈值的影响,建立岩石静动态统计损伤本构模型,并提出静动态模型参数确定方法,从而建立考虑应变率变化的岩石变形过程模拟方法。通过与现有同类模型理论曲线以及相应试验曲线的比较分析得出:该模型不仅能模拟静载荷条件下的岩石变形过程,还能模拟动载荷条件下的岩石变形过程,适用于模拟不同应变率条件下的岩石变形破坏过程,且与试验曲线较为贴合。
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关键词
岩石力学
统计损伤
强度准则泛函式
应变率
本构模型
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职称材料
基于Weibull分布的脆性岩石峰后应力-应变曲线特征及其统计损伤模拟方法
被引量：
4
2
作者
张超
白允
+1 位作者
杨楚卿
雷勇
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2022年第3期222-231,共10页
作为一种非均质且内部缺陷分布具有强烈随机性的地质材料,脆性岩石的应力-应变全过程曲线始终是工程界十分关注的问题,其合理的本构模型是保证岩石工程稳定性控制和安全预测的关键因素。针对目前统计损伤软化本构模型难以较好地模拟脆...
作为一种非均质且内部缺陷分布具有强烈随机性的地质材料,脆性岩石的应力-应变全过程曲线始终是工程界十分关注的问题,其合理的本构模型是保证岩石工程稳定性控制和安全预测的关键因素。针对目前统计损伤软化本构模型难以较好地模拟脆性岩石峰值强度之后应力跌落过程,首先,根据理论模型分析可知脆性岩石峰后应力-应变曲线特征主要取决于损伤变量D的变化规律,由峰值点法获得的Weibull分布参数m和F_(0)使理论模型在模拟脆性岩石峰值强度之后应力跌落过程中存在强烈的随机性。然后,在继承已有岩石损伤模型的优越性基础上,引入参数λ和η,提出新型脆性岩石损伤模型,从而建立脆性岩石变形破裂过程统计损伤模拟方法,并给出了模型参数的确定方法。最后,通过参数分析及模型验证表明,参数λ与分布参数m对损伤演化规律产生的影响一致,参数η与分布参数F_(0)对损伤演化规律产生的影响接近相同,本文模型不仅能够较好地模拟脆性岩石峰值强度之前前变形过程,也能够明显缩小峰值强度之后应力跌落过程与试验曲线的偏离程度,本文模型和方法具有一定的合理性与可行性。
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关键词
岩石
统计损伤
本构模型
峰后变形
模型参数
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职称材料
岩石类脆性材料损伤演化分析及其模型方法研究
被引量：
23
3
作者
张超
杨楚卿
白允
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期2344-2354,共11页
为了合理解决岩石类脆性材料损伤状态的描述及其演化问题,探讨了基于应变等效假设的弹性模量法各参数物理含义及其模型应用的局限性,进行了灰岩三轴循环加卸载试验过程中模量变化研究,讨论了卸荷模量替代法以及统计损伤演化模型在损伤...
为了合理解决岩石类脆性材料损伤状态的描述及其演化问题,探讨了基于应变等效假设的弹性模量法各参数物理含义及其模型应用的局限性,进行了灰岩三轴循环加卸载试验过程中模量变化研究,讨论了卸荷模量替代法以及统计损伤演化模型在损伤演化分析中存在的缺陷。研究结果表明,现有弹性模量法仅能够用于反映单轴压缩条件下岩石损伤演化过程,卸荷模量替代法无法正确描述岩石损伤状态及其演化规律,统计损伤本构模型仅可视为统计损伤演化模型数值[0,1]范围下的理论自洽解决办法。根据上述研究,提出了考虑损伤应变阈值影响的岩石损伤表征变量及其演化模型,建立了损伤应变阈值前本构模型以及损伤应变阈值后损伤本构模型,进行了模型参数敏感性分析。研究结果表明,新模型和方法不仅能够合理阐释三轴压缩条件下岩石损伤破坏机制,也能够准确模拟岩石全应力-应变过程,具有较好的合理性与可行性。
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关键词
岩石
弹性模量法
损伤演化
本构模型
敏感性
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职称材料
题名
考虑应变率变化的岩石变形统计损伤模拟适用性分析
1
作者
张超
朱东平
杨楚卿
颜桢炜
夏真荣
机构
湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康检测湖南省重点实验室
中铁五局集团有限公司
出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1385-1393,共9页
基金
湖南省自然科学基金资助项目(No.2018JJ3163)
湖南省教育厅科学研究资助项目(No.21B0489)
湖南省研究生创新科研资助项目(No.CX20210995)。
文摘
针对应变率的变化影响岩石静动态变形破坏过程及其力学特性的特点,通过考虑应变率对岩石强度的影响,联系现有的静态岩石强度准则,建立能反映静动载荷条件下的岩石强度性质,且考虑应变率变化的岩石强度准则泛函式。基于本研究建立的强度准则泛函式,结合M-C强度准则和D-P强度准则,分别确定两种不同的岩石微元强度的合理度量方法,进而引入统计损伤理论,考虑岩石损伤阈值的影响,建立岩石静动态统计损伤本构模型,并提出静动态模型参数确定方法,从而建立考虑应变率变化的岩石变形过程模拟方法。通过与现有同类模型理论曲线以及相应试验曲线的比较分析得出:该模型不仅能模拟静载荷条件下的岩石变形过程,还能模拟动载荷条件下的岩石变形过程,适用于模拟不同应变率条件下的岩石变形破坏过程,且与试验曲线较为贴合。
关键词
岩石力学
统计损伤
强度准则泛函式
应变率
本构模型
Keywords
rock mechanics
statistical damage
strength criterion functional
strain rate
constitutive model
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于Weibull分布的脆性岩石峰后应力-应变曲线特征及其统计损伤模拟方法
被引量：
4
2
作者
张超
白允
杨楚卿
雷勇
机构
湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室
出处
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2022年第3期222-231,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51878270)
湖南省自然科学基金项目(2018JJ3163)
湖南省教育厅科学研究项目(21B0489)。
文摘
作为一种非均质且内部缺陷分布具有强烈随机性的地质材料,脆性岩石的应力-应变全过程曲线始终是工程界十分关注的问题,其合理的本构模型是保证岩石工程稳定性控制和安全预测的关键因素。针对目前统计损伤软化本构模型难以较好地模拟脆性岩石峰值强度之后应力跌落过程,首先,根据理论模型分析可知脆性岩石峰后应力-应变曲线特征主要取决于损伤变量D的变化规律,由峰值点法获得的Weibull分布参数m和F_(0)使理论模型在模拟脆性岩石峰值强度之后应力跌落过程中存在强烈的随机性。然后,在继承已有岩石损伤模型的优越性基础上,引入参数λ和η,提出新型脆性岩石损伤模型,从而建立脆性岩石变形破裂过程统计损伤模拟方法,并给出了模型参数的确定方法。最后,通过参数分析及模型验证表明,参数λ与分布参数m对损伤演化规律产生的影响一致,参数η与分布参数F_(0)对损伤演化规律产生的影响接近相同,本文模型不仅能够较好地模拟脆性岩石峰值强度之前前变形过程,也能够明显缩小峰值强度之后应力跌落过程与试验曲线的偏离程度,本文模型和方法具有一定的合理性与可行性。
关键词
岩石
统计损伤
本构模型
峰后变形
模型参数
Keywords
rocks
statistical damage
constitutive model
post peak deformation
model parameters
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
岩石类脆性材料损伤演化分析及其模型方法研究
被引量：
23
3
作者
张超
杨楚卿
白允
机构
湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期2344-2354,共11页
基金
湖南省自然科学基金项目(No.2018JJ3163)
湖南省教育厅科学研究项目(No.18C0356)。
文摘
为了合理解决岩石类脆性材料损伤状态的描述及其演化问题,探讨了基于应变等效假设的弹性模量法各参数物理含义及其模型应用的局限性,进行了灰岩三轴循环加卸载试验过程中模量变化研究,讨论了卸荷模量替代法以及统计损伤演化模型在损伤演化分析中存在的缺陷。研究结果表明,现有弹性模量法仅能够用于反映单轴压缩条件下岩石损伤演化过程,卸荷模量替代法无法正确描述岩石损伤状态及其演化规律,统计损伤本构模型仅可视为统计损伤演化模型数值[0,1]范围下的理论自洽解决办法。根据上述研究,提出了考虑损伤应变阈值影响的岩石损伤表征变量及其演化模型,建立了损伤应变阈值前本构模型以及损伤应变阈值后损伤本构模型,进行了模型参数敏感性分析。研究结果表明,新模型和方法不仅能够合理阐释三轴压缩条件下岩石损伤破坏机制,也能够准确模拟岩石全应力-应变过程,具有较好的合理性与可行性。
关键词
岩石
弹性模量法
损伤演化
本构模型
敏感性
Keywords
rock
elastic modulus method
damage evolution
constitutive model
sensitivity
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑应变率变化的岩石变形统计损伤模拟适用性分析
张超
朱东平
杨楚卿
颜桢炜
夏真荣
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
基于Weibull分布的脆性岩石峰后应力-应变曲线特征及其统计损伤模拟方法
张超
白允
杨楚卿
雷勇
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
3
岩石类脆性材料损伤演化分析及其模型方法研究
张超
杨楚卿
白允
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
23
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职称材料
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