基于摩尔-库仑模型的非线性本构模型的开发及其在应变局部化中的应用

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (S1): 403-0407.

基于摩尔-库仑模型的非线性本构模型的开发及其在应变局部化中的应用

陶帅，王学滨，潘一山，王玮

辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新 123000

收稿日期:2010-08-04 出版日期:2011-05-15 发布日期:2011-05-16
通讯作者: 王学滨，男，1975年生，教授。E-mail: wxbbb@263.net
作者简介:陶帅，男，1985年生，硕士研究生，主要从事岩土力学研究
基金资助:
国家自然科学基金项目（No. 50974069）；辽宁省教育厅2009年度高等学校科研项目（No. 2009A322）；国家重点基础研究发展计划（No. 2010CB226803）

Development of nonlinear constitutive model based on Mohr-Coulomb constitutive model and its application to strain localization

TAO Shuai, WANG Xue-bin, PAN Yi-shan, WANG Wei

College of Mechanics and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin, Liaoning 123000, China

Received:2010-08-04 Online:2011-05-15 Published:2011-05-16

摘要/Abstract

摘要： 以FLAC中的Mohr-Coulomb（M-C）本构模型为基础，在C++环境下实现了考虑拉伸截断的非线性本构模型的二次开发。针对应力及位移的分布规律，将理想弹塑性的Hoek-Brown（H-B）本构模型、M-C本构模型及自定义本构模型的数值解及H-B本构模型的理论解进行了比较，验证了自定义本构模型的正确性。采用弹-脆-塑性的自定义本构模型，以先加载，后挖洞的方式模拟了圆形巷道围岩的应变局部化过程，在计算模型的边界条件对称及均质本构参数的条件下，模拟出了4个对称的V型坑，模拟结果与静水压力条件下岩爆的现场观测及试验结果吻合，而采用接近脆性的H-B应变软化模型所得结果的对称性较差

关键词: Mohr-Coulomb本构模型, Hoek-Brown本构模型, 非线性本构模型, 圆形巷道, 应变局部化, V形坑

Abstract: A nonlinear constitutive model with tension cut-off is developed by use of C++ based on Mohr-Coulomb constitutive model in FLAC. For stresses and displacements of monitored elements or nodes, comparison is conducted between the numerical solutions (including solutions based on Hoek-Brown constitutive model, Mohr-Coulomb constitutive model and defined nonlinear constitutive model) and the analytical solutions (based on Hoek-Brown constitutive model). Validation of the defined nonlinear constitutive model is verified. Strain localization of the surrounding rock of a circular tunnel is modeled using the defined elastic-brittle-plastic constitutive model. The tunnel is excavated after the model is loaded to an equilibrium state. On the condition of symmetric boundary conditions of computational model and homogeneous constitutive parameters, four symmetric V-shaped notches are found; as is consistent with observations in situ and experimental results of rockbursts in a hydrostatic pressure. However, if the very brittle strain softening Hoek-Brown constitutive model is adopted, then symmetrical numerical results cannot be observed.

Key words: Mohr-Coulomb constitutive model, Hoek-Brown constitutive model, nonlinear constitutive model, circular tunnel, strain localization, V-shaped notch

中图分类号:

TU 451

陶帅，王学滨，潘一山，王玮. 基于摩尔-库仑模型的非线性本构模型的开发及其在应变局部化中的应用[J]. , 2011, 32(S1): 403-0407.

TAO Shuai, WANG Xue-bin, PAN Yi-shan, WANG Wei. Development of nonlinear constitutive model based on Mohr-Coulomb constitutive model and its application to strain localization[J]. , 2011, 32(S1): 403-0407.

参考文献

相关文章 15

[1]	王刚, 韦林邑, 魏星, 张建民, . 压实黏土三轴压缩变形过程中的渗透性变化规律[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 32-38.
[2]	何鹏飞, 马巍, 穆彦虎, 黄永庭, 董建华, . 黄土−砂浆块界面剪切特性试验及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 82-90.
[3]	邓华锋, 支永艳, 段玲玲, 潘登, 李建林. 水−岩作用下砂岩力学特性及微细观结构损伤演化[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3447-3456.
[4]	方瑾瑾, 冯以鑫, 赵伟龙, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下原状黄土的非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 517-528.
[5]	王杰, 贡京伟, 赵泽印. 单轴压类岩石试件应变局部化位置、方向及预警应用研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 186-194.
[6]	高军程，郭莹，贾金青，涂兵雄，. 基于数字图像测量系统的饱和细砂渐进破坏特性研究[J]. , 2016, 37(5): 1343-1350.
[7]	李铀，袁亮，刘冠学，金学玉，薛俊华，余国锋，彭意，张明，. 深部开采圆形巷道围岩破损区与支护压力的确定[J]. , 2014, 35(1): 226-231.
[8]	余村，楚锡华，唐洪祥，徐远杰 . 基于Cosserat连续体的颗粒破碎影响研究[J]. , 2013, 34(S1): 67-72.
[9]	陈龙，楚锡华，张明龙，徐远杰. 基于CLoE与Gudehus-Bauer亚塑性模型的颗粒材料应变局部化对比研究[J]. , 2013, 34(11): 3306-3314.
[10]	郑利涛，胡志强，唐洪祥 . 强间断分析方法在土工结构物渐进破坏过程中的应用[J]. , 2012, 33(9): 2771-2780.
[11]	王学滨，伍小林，潘一山. 圆形巷道围岩层裂或板裂化的等效连续介质模型及侧压系数的影响[J]. , 2012, 33(8): 2395-2402.
[12]	马刚，常晓林，周伟，周创兵 . 基于Cosserat理论的重力坝深层抗滑稳定分析[J]. , 2012, 33(5): 1505-1512.
[13]	王小平，封金财. 基于非局部化方法的边坡稳定性分析[J]. , 2011, 32(S1): 247-252.
[14]	吕玺琳，黄茂松，钱建固. 真三维状态下土体强度及变形分叉影响[J]. , 2011, 32(1): 21-26.
[15]	王学滨，潘一山. 不同侧压系数条件下圆形巷道岩爆过程模拟[J]. , 2010, 31(6): 1937-1942.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed