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应变软化岩体分析原理及其应用
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2014.3.1
  • 页码:609-622
  • 分类:TU452[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,武汉430071
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51179185,No.41130742).
  • 相关项目:岩石(体)峰值后区强度弱化机制与数值模拟研究
作者: 王水林|
中文摘要:

应变软化是指应力-应变曲线中轴向应力随应变的增加而减小的现象,许多种类的岩土介质在工程扰动的作用下呈现应变软化的行为。在分析应变软化问题时,其应力-应变关系式中的切线刚度矩阵是非正定的,由此导致计算求解的困难。将岩体应变软化过程简化为一系列脆塑性过程,于是应变软化问题的求解归结为一系列脆塑性过程的分析。基于经典弹塑性力学理论,提出了应变软化过程模拟方法及其相应的有限元求解过程,编制了计算程序,研究了应变软化本构模型中不同强度弱化速率对圆形洞室围岩塑形区分布的影响,进一步分析了应变软化模型对应的隧道径向变形沿洞轴方向的分布特征,并与已有监测数据得到的分布规律进行了对比。初步的研究结果表明,应变软化模型得到的计算结果是比较合理的。

英文摘要:

In stress-strain curve, the process of decline of uniaxial stress at increasing strain is defined as strain-softening. Many types of geomaterials behave in strain-softening way in the case of disturbance of engineering activities. When the stress-strain relationship is described in mathematical formulation, the matrix of tangential elastic moduli is no longer positive-definite. Thereby difficulties arise in finding the solution to strain-softening problem. Strain-softening process is simplified into a series of brittle-plastic behavior;and solving brittle-plastic problem comes down to obtaining a series of brittle-plastic solutions. On the basis of classic plasticity theory, the method for analyzing strain-softening behaviour is proposed;and the corresponding solution process is implemented in finite element code. Furthermore, the influences of different strength-weakening modes on the distribution of plastic zone in the surrounding rock mass of a circular tunnel are studied. The longitudinal deformation profile (LDP) obtained by strain-softening constitutive model is also analyzed; and it is compared with the measurements in a tunnel. The preliminary numerical analyses indicate that the presented results look reasonable.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 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:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 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:56873