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基于Cosserat理论的柱状节理岩体各向异性本构模型研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]温州大学建筑与土木工程学院,浙江温州325035, [2]河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098, [3]水利部淮河水利委员会建设局,安徽蚌埠233001, [4]中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221008
  • 相关基金:中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目(SKLGDUEK0902); 浙江省科技计划项目(2009C33049)
中文摘要:

针对白鹤滩柱状节理岩体的各向异性力学特性,引入三棱柱和四棱柱概化模型,采用Cosserat理论和Goodman当量叠加原理,基于一组节理岩体的微观介质体,得到其Cosserat扩展介质本构关系;然后将其用节理法向刚度和切向刚度简化处理,并叠加到空间三维Cosserat介质本构关系中,建立宏观意义上的四棱柱和三棱柱柱状节理本构模型;最后基于FLAC3D,将Cosserat各向异性本构模型用于白鹤滩柱状节理岩层隧道开挖数值模拟中,并对比分析各向同性和各向异性条件下围岩开挖各阶段应力–应变的差异及对工程的影响。相比各向同性本构模型,Cosserat各向异性本构模型3个方向上的应力相差较大,更能反映工程实际,对工程优化设计有着重要的意义。

英文摘要:

According to anisotropic mechanical properties of Baihetan columnar jointed rock masses,triangular and quadrangular prism generalized models were introduced. Based on microscopic media of a group of jointed rock masses,Cosserat extended constitutive equation was obtained by using Cosserat theory and Goodman equivalent superposition principle. Triangular and quadrangular prism columnar jointed constitutive models were established. At last,by using FLAC3D,Cosserat anisotropic constitutive model was applied to tunnel excavation numerical simulation of Baihetan columnar jointed rock masses. Variations in stresses and strains at different excavation stages and influences on engineering were comparative analyzed under isotropic and anisotropic conditions. Comparing with isotropic constitutive model,stresses in three directions of Cosserat anisotropic constitutive model have larger differences;it can reflect engineering reality better;and it is more important for design optimization of engineering.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823