基于试验的花岗岩渐进破坏本构模型研究

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• 责任者：刘泉声^c中国科学院武汉岩土力学研究所岩石力学与工程国家重点实验室^d1962^e博士^f教授 ; 胡云华 ; 刘滨
• 刊名：岩土力学
• 出版年：2009
• 卷期：30^b2总159
• 关键词：花岗岩 ; 压缩试验20^a岩体力学 ; 损伤力学 ; 围压 ; 应力 ; 破坏 ; 本构方程30^a本构模型31^a大渡河 ; 大岗山
• 页码：289～296
• 索书号：P478.06/357
• 图表：^c表1参17插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2009/07

摘要

对取自大渡河流域大岗山电站的花岗岩进行了系统的试验研究,得到了不同围压下的应力‐应变曲线。根据岩样受力过程中内部微裂纹的活动状态,定义了4个特征应力,即闭合应力、起裂应力、破损应力、峰值应力,来反映花岗岩的渐进破坏过程,特征应力也反映了岩石内部的损伤程度。依据特征应力,将试验曲线分为4个阶段,并对每一阶段分别求取变形模量和泊松比。结果表明,变形模量不仅与围压有关,且与岩石的损伤程度有关,而泊松比只取决于岩石的损伤程度。特征应力可由体积应变曲线结合线性回归技术准确求取。在此基础上,提出了一个考虑花岗岩渐进破坏的本构模型。在该模型中,变形参数(弹性模量、泊松比)是应力状态的函数,强度参数(凝聚力、内摩擦角)是塑性变形的函数。将该模型嵌入大型有限元分析软件ABAQUS,对不同围压下的花岗岩室内压缩试验进行模拟,结果表明,模拟所得的应力‐应变曲线与试验曲线的吻合程度较高,模型能反映花岗岩等脆性岩石的峰前非线性力学行为。