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基于三轴压缩试验的岩石统计损伤本构模型
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:岩土工程学报
  • 时间:2013
  • 页码:1965-1971
  • 分类:TU458[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(11172147);国家自然科学基金重点项目(51039003);水沙科学与水利水电工程国家重点实验室科研课题项目(2013-KY-2)
  • 相关项目:准脆性材料破裂问题的概率损伤途径研究
中文摘要:

基于三轴压缩试验,结合统计强度理论和连续损伤理论建立了一种岩石统计损伤本构模型,并对建立的本构模型的数学意义和物理意义进行了讨论分析。由此可知,统计损伤本构方程实质是用对应于某一屈服准则的等效应力表示的连续损伤演化方程,能较好地描述材料的非线性力学行为,也能逼近材料的弹性应力一应变关系。统计损伤本构模型的统计参数均可以通过单轴或三轴压缩试验得到,在利用三轴压缩试验的轴向实测应力、实测应变时应当对损伤本构模型进行修正。对于单轴压缩试验的压密阶段,还给出了初始损伤的估计方法。引入对数正态分布和Mohr—Coulomb准则,通过理论曲线与若干岩石单轴、三轴压缩试验曲线的对比,验证了所提出的统计损伤本构方程及其参数确定方法以及模型修正的合理性,同时也肯定了对数正态分布和Mohr.Coulomb准则在统计损伤本构研究中的适用性。

英文摘要:

Based on the triaxial compression tests, a statistical damage constitutive model for rock materials is established using the continuum damage mechanics theory and the statistical strength theory. The mathematical and physical meanings of the model are discussed. It is known from the discussion that the statistical damage constitutive equation in essence is the damage evolution equation in terms of the equivalent stress of a yield criterion. It can describe well the nonlinear mechanical behaviors of rock-like materials and approach their elastic stress-strain relationship. The statistical parameters of the statistical damage constitutive model can be obtained through uniaxial or triaxial compression tests, while the model may be rewritten when using the measured stresses and strains in the compression direction of triaxial tests. An evaluation method for the initial damage variable with the stress-strain curve of tmiaxial tests is proposed as well. The model in terms of the log-normally distributed damage and the equivalent stress of the Mohr-Coulomb yield criterion is verified through some uniaxial and triaxial compression tests on rocks. The theoretical fitting curves agree well with the test data, which shows the validity of the statistical damage constitutive equation including the determination method for its parameters and the reasonability of the proposed modification to the model equation. The lognormal distribution and the Mohr-Coulomb yield criterion can be chosen to establish the statistical damage constitutive model for rocks.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,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)
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