基于复合损伤的节理岩体动态本构模型研究
2015-02-13邓正定刘红岩
岩土力学 2015年5期
关键词:模型
邓正定,王 桢,刘红岩
(1.中国铁道科学研究院,北京 100081;2.中铁西北科学研究院有限公司,甘肃 兰州 730000;3.中国地质大学(北京)工程技术学院,北京 100083)
1 引言
自然界的岩体中存在大量的节理、层理等不连续面,这些含有不连续结构面的岩体称为节理岩体。节理岩体的定性不仅与完整岩石的强度有关,而且还受岩体内发育的节理面所控制。宏观上节理岩体由于节理面的方位、倾角不同而呈现出各向异性的特点,同时也是非均匀分布的。另外,节理岩体内部还存在许多微小的裂纹分布,这是节理岩体细观上的缺陷,由于岩体存在这些宏观和微观的缺陷,如何建立有效的节理岩体动态本构模型显得较为困难。目前,对完整岩石的动态本构模型已经有了广泛的研究,对含微观节理的动态本构模型也有一定研究,但对于存在各向异性的宏观节理的岩体在高应变率下的动态本构模型研究比较少,如Seamen等[1-2]提出NAG-FRAG模型,该模型利用显微镜观测方法,基于统计学的原理知识,建立了岩体的动态本构模型。Burlion等[3]提出一个损伤与塑性耦合的本构模型来描述混凝土、岩石等脆性材料的动态破坏,提出压缩的弱化效应由塑性应变控制,拉伸损伤由弹性应变所控制,将压缩损伤和塑性应变耦合起来。刘文韬等[4]基于连续介质力学的观点提出了能够描述岩石塑性变形的连续损伤本构模型。单仁亮等[5]对大理岩和花岗岩的本构特性进行深入的研究,根据其应力-应变曲线的特点,考虑损伤的影响将统计损伤模型和黏弹性体结合,建立冲击时效损伤模型,利用模型对大理岩和花岗岩进行曲线拟合。……
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