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单轴压缩荷载下非贯通闭合节理岩体损伤本构模型
被引量：
4
1
作者
张力民
张慧
刘红岩
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期79-84,共6页
目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几...
目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几何及力学参数的损伤变量(张量),并由此建立单轴压缩荷载下岩体损伤本构模型。首先,基于断裂力学的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了含非贯通节理岩体的损伤变量计算公式;其次,根据断裂力学理论对单轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子KⅠ、KⅡ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用给出了单组单排及多排非贯通节理应力强度因子计算公式。最后,利用该模型对含单条非贯通节理的岩体在单轴压缩荷载作用下的峰值强度及损伤变量进行了分析计算。结果表明,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为零,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小。
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关键词
单组
非贯通闭合节理
岩体损伤本构模型
损伤变量
应力强度因子
单轴压缩
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职称材料
考虑非贯通节理损伤演化岩体复合本构模型
被引量：
7
2
作者
李列列
肖明砾
+2 位作者
卓莉
袁泉
何江达
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期96-101,共6页
非贯通节理岩体的力学特征与完整岩石相比有较大差异.为推导非贯通节理岩体在单轴压缩下的复合损伤本构模型,采用修正自洽方法考虑不同损伤变量之间的复合.从附加应变能增量和损伤应变能释放量相关联的思路出发,采用等效直线裂纹作为节...
非贯通节理岩体的力学特征与完整岩石相比有较大差异.为推导非贯通节理岩体在单轴压缩下的复合损伤本构模型,采用修正自洽方法考虑不同损伤变量之间的复合.从附加应变能增量和损伤应变能释放量相关联的思路出发,采用等效直线裂纹作为节理裂隙损伤演化轨迹,分别计算细观损伤、初始节理和节理裂隙损伤演化引起的附加应变能;基于Betti能量互易定理,引入自洽方法考虑节理裂隙之间的相互作用,并采用逐条添加节理的方法对传统自洽方法进行修正,得出岩体不同受力阶段细观、初始节理和节理裂隙损伤演化的复合损伤本构模型;将本构模型的理论计算结果与现有文献的室内试验结果进行对比分析,结果显示:本构模型的理论计算结果与室内试验结果规律一致,随着节理个数增加,初始弹性模量和荷载峰值均呈下降趋势,下降幅度较为一致;节理裂隙的损伤演化对岩体的力学特性有重要影响,考虑节理裂隙损伤演化的理论应力应变曲线和荷载峰值与室内试验结果更为吻合,有效验证了复合损伤本构模型的正确性与合理性.
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关键词
非贯通闭合节理
损伤
演化
复合
本构模型
单轴压缩
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职称材料
双轴应力下非贯通节理岩体压缩损伤本构模型
被引量：
7
3
作者
刘红岩
邢闯锋
张力民
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第9期2610-2616,2623,共8页
针对目前节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理长度、倾角等几何性质,而未考虑节理抗剪强度等力学性质的不足,基于断裂力学中的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学中的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了在双轴应力...
针对目前节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理长度、倾角等几何性质,而未考虑节理抗剪强度等力学性质的不足,基于断裂力学中的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学中的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了在双轴应力下含单条非贯通闭合节理岩体的损伤变量计算公式,并根据断裂力学理论对双轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子KⅠ、KⅡ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用,给出了单组单排及单组多排非贯通节理尖端应力强度因子计算公式,由此建立了相应的节理岩体双轴压缩损伤本构模型,并利用该模型进行了相应的算例分析。结果表明:对含单条非贯通闭合节理的岩体而言,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为0,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小;对含单组单排非贯通闭合节理的岩体而言,当节理总长度一定时,随着单条节理长度的减小及节理条数的增加,岩体损伤则逐渐减小,但其减小幅度与节理条数并不呈线性关系。
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关键词
单组
非贯通闭合节理
岩体
损伤变量
应力强度因子
双轴压缩
损伤本构模型
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职称材料
题名
单轴压缩荷载下非贯通闭合节理岩体损伤本构模型
被引量：
4
1
作者
张力民
张慧
刘红岩
机构
北京科技大学土木工程与环境学院
河北承德钢铁公司
黄淮学院建筑工程学院
中国地质大学(北京)工程技术学院
西藏大学工学院
出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期79-84,共6页
基金
国家自然科学基金项目(41002113
41162009)
中国地质大学(北京)基本科研业务费专项资金资助项目(2-9-2014-019)~~
文摘
目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几何及力学参数的损伤变量(张量),并由此建立单轴压缩荷载下岩体损伤本构模型。首先,基于断裂力学的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了含非贯通节理岩体的损伤变量计算公式;其次,根据断裂力学理论对单轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子KⅠ、KⅡ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用给出了单组单排及多排非贯通节理应力强度因子计算公式。最后,利用该模型对含单条非贯通节理的岩体在单轴压缩荷载作用下的峰值强度及损伤变量进行了分析计算。结果表明,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为零,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小。
关键词
单组
非贯通闭合节理
岩体损伤本构模型
损伤变量
应力强度因子
单轴压缩
Keywords
a set of non-persistent closure joints
a damage constitutive model for rock mass
damage variable
stress intensity factor
uniaxial compression
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
考虑非贯通节理损伤演化岩体复合本构模型
被引量：
7
2
作者
李列列
肖明砾
卓莉
袁泉
何江达
机构
四川大学水利水电学院
水力学与山区河流开发保护国家重点实验室(四川大学)
四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期96-101,共6页
基金
国家重点基础研究发展计划(2015CB057903)
文摘
非贯通节理岩体的力学特征与完整岩石相比有较大差异.为推导非贯通节理岩体在单轴压缩下的复合损伤本构模型,采用修正自洽方法考虑不同损伤变量之间的复合.从附加应变能增量和损伤应变能释放量相关联的思路出发,采用等效直线裂纹作为节理裂隙损伤演化轨迹,分别计算细观损伤、初始节理和节理裂隙损伤演化引起的附加应变能;基于Betti能量互易定理,引入自洽方法考虑节理裂隙之间的相互作用,并采用逐条添加节理的方法对传统自洽方法进行修正,得出岩体不同受力阶段细观、初始节理和节理裂隙损伤演化的复合损伤本构模型;将本构模型的理论计算结果与现有文献的室内试验结果进行对比分析,结果显示:本构模型的理论计算结果与室内试验结果规律一致,随着节理个数增加,初始弹性模量和荷载峰值均呈下降趋势,下降幅度较为一致;节理裂隙的损伤演化对岩体的力学特性有重要影响,考虑节理裂隙损伤演化的理论应力应变曲线和荷载峰值与室内试验结果更为吻合,有效验证了复合损伤本构模型的正确性与合理性.
关键词
非贯通闭合节理
损伤
演化
复合
本构模型
单轴压缩
Keywords
non-persistent closed joint
damage
evolution
compound
constitutive model
uniaxial compression
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
双轴应力下非贯通节理岩体压缩损伤本构模型
被引量：
7
3
作者
刘红岩
邢闯锋
张力民
机构
中国地质大学(北京)工程技术学院
西藏大学工学院
中铁七局集团有限公司勘测设计院
北京科技大学土木工程与环境学院
河北承德钢铁公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第9期2610-2616,2623,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.41002113
No.41162009)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(No.2-9-2014-019)~~
文摘
针对目前节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理长度、倾角等几何性质,而未考虑节理抗剪强度等力学性质的不足,基于断裂力学中的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学中的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了在双轴应力下含单条非贯通闭合节理岩体的损伤变量计算公式,并根据断裂力学理论对双轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子KⅠ、KⅡ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用,给出了单组单排及单组多排非贯通节理尖端应力强度因子计算公式,由此建立了相应的节理岩体双轴压缩损伤本构模型,并利用该模型进行了相应的算例分析。结果表明:对含单条非贯通闭合节理的岩体而言,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为0,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小;对含单组单排非贯通闭合节理的岩体而言,当节理总长度一定时,随着单条节理长度的减小及节理条数的增加,岩体损伤则逐渐减小,但其减小幅度与节理条数并不呈线性关系。
关键词
单组
非贯通闭合节理
岩体
损伤变量
应力强度因子
双轴压缩
损伤本构模型
Keywords
rock mass with a set of non-persistently closed joints
damage variable
stress intensity factor
biaxial compression
a damage constitutive model
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
单轴压缩荷载下非贯通闭合节理岩体损伤本构模型
张力民
张慧
刘红岩
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016
4
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职称材料
2
考虑非贯通节理损伤演化岩体复合本构模型
李列列
肖明砾
卓莉
袁泉
何江达
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
7
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职称材料
3
双轴应力下非贯通节理岩体压缩损伤本构模型
刘红岩
邢闯锋
张力民
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
7
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