›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (S2): 401-407.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

锦屏大理岩卸荷本构模型与数值模拟研究

李新平1,赵 航1, 2,肖桃李1, 3   

  1. (1. 武汉理工大学 道路桥梁与结构工程重点实验室,武汉 430070;2. 武汉理工大学 土木工程与建筑学院,武汉 430070; 3. 长江大学 城市建设学院,湖北 荆州 434023
  • 收稿日期:2012-07-16 出版日期:2012-11-22 发布日期:2012-12-11
  • 作者简介:李新平,男,1963年生,博士,教授、博士生导师,主要从事岩土工程、爆破工程方面的教学与研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 50974100,No. 41102182);武汉理工大学自主创新研究基金资助(No. 2012-YB-15)

Research on constitutive model of Jinping marble under unloading conditions and numerical simulation

LI Xin-ping1, ZHAO Hang1, 2, XIAO Tao-li1, 3   

  1. Key Laboratory of Roadway Bridge & Structure Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China; 2. School of Civil Engineering & Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China; 3. School of Urban Construction, Yangtze University, Jingzhou, Hubei 434023, China
  • Received:2012-07-16 Online:2012-11-22 Published:2012-12-11

摘要: 锦屏二级水电站深埋引水隧洞位于高地应力区,对取自隧洞内的大理岩进行常规三轴压缩试验、峰前卸围压试验。基于大理岩的峰前卸荷试验,研究峰前卸荷条件下岩石的变形、参数及破裂特征,建立峰前卸荷条件下岩石的幂函数型Mohr强度准则,给出数值仿真试验中大理岩的峰前卸载条件,利用有限差分程序FLAC3D建立了数值仿真模型,对模型进行了计算与分析,最后与室内试验结果对比,得到峰前卸荷状态下大理岩力学特性的相关规律。研究结果表明,幂函数型Mohr强度准则可较好地反映峰前卸荷条件下岩石的强度特性;卸围压初期,岩石试件呈现出明显的弹塑性特征;卸荷过程中岩石试件发生破坏时的峰值强度和围压降值随着围压增加而变大。研究结论揭示了锦屏大理岩卸载应力路径下的力学特性,具有一定的理论参考价值。

关键词: 大理岩, 峰前卸荷, 强度准则, 数值仿真

Abstract: Deep diversion tunnel of Jinping Ⅱ Hydropower Station is located in a high stress zone; for its surrounding rock, i.e. marble, the conventional triaxial test and pre-peak unloading test are carried out. Based on pre-peak unloading test of the marble, its deformation, parameters and strength characteristics under pre-peak unloading are studied; and a power function Mohr strength criterion which can fit the pre-peak unloading tests appropriately, is established. The conditions of pre-peak unloading in numerical simulation is given. By using finite difference procedure of FLAC3D, a numerical simulation model is established; and it is analyzed and compared with the laboratory test result. Finally, the characteristics of the pre-peak unloading rock mass is acquired. The results indicate that nonlinear Mohr strength criterionis can fit to the strength characters of the rock under pre-peak unloading test; at the beginning of pre-peak unloading test, elastoplasticity characteristics is shown; the peak strength and decline of the confining pressure increases continuously as the confining pressure increase. These conclusions reveal the unloading mechanical properties of marble under high geostress and provide reliable theoretical reference for us.

Key words: marble, pre-peak unloading, strength criterion, numerical simulation

中图分类号: 

  • TU 452
[1] 郑坤, 孟庆山, 汪稔, 余克服, . 珊瑚骨架灰岩三轴压缩声发射特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 205-213.
[2] 尹光志, 鲁俊, 张东明, 李铭辉, 邓博知, 刘 超, . 真三轴应力条件下钻孔围岩塑性区及增透半径研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 1-10.
[3] 王瑞, 闫帅, 柏建彪, 常治国, 宋远霸, . 端帮开采下煤柱破坏宽度计算及失稳机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3167-3180.
[4] 汪 杰, 宋卫东, 谭玉叶, 付建新, 曹 帅, . 水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1731-1739.
[5] 郑国锋, 郭晓霞, 邵龙潭, . 基于状态曲面的非饱和土强度准则及其验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1441-1448.
[6] 丛 怡, 丛 宇, 张黎明, 贾乐鑫, 王在泉, . 大理岩加、卸荷破坏过程的三维颗粒流模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1179-1186.
[7] 吴顺川, 张敏, 张诗淮, 姜日华, . 修正Hoek-Brown准则的等效Mohr-Coulomb 强度参数确定方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4165-4177.
[8] 张玲, 陈金海, 赵明华. 考虑土拱效应的悬臂式抗滑桩最大桩间距确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4497-4505.
[9] 田雨, 姚仰平, 路德春, 杜修力, . 基于修正应力法的横观各向同性摩尔-库仑 准则及被动土压力公式[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3945-3950.
[10] 吴顺川, 姜日华, 张诗淮, 张 敏, . 修正Hoek-Brown强度准则在钻孔稳定性 分析中的应用[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 1-13.
[11] 曾严谨,荣 冠,彭 俊,沙 松, . 高温循环作用后大理岩裂纹扩展试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 220-226.
[12] 周兴涛,盛 谦,崔 臻,朱泽奇,胡之锋,马亚丽娜, . 基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown强度准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法[J]. , 2018, 39(S1): 477-487.
[13] 张 德,刘恩龙,刘星炎,宋丙堂, . 冻结粉土强度准则探讨[J]. , 2018, 39(9): 3237-3245.
[14] 陈四利,李艳宇,周 辉,胡大伟,. 基于极限应力比的三参数双τ2强度准则及其应用[J]. , 2018, 39(6): 1948-1954.
[15] 姜光成,胡乃联,洪根意,李国清,方京珍,. 基于GSI值量化和修正方法的岩体力学参数确定[J]. , 2018, 39(6): 2211-2218.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[2] 马文涛. 基于灰色最小二乘支持向量机的边坡位移预测[J]. , 2010, 31(5): 1670 -1674 .
[3] 高志华,赖远明,熊二刚,李 波. 循环荷载作用下高温-高含冰量冻土特性试验研究[J]. , 2010, 31(6): 1744 -1751 .
[4] 于琳琳,徐学燕,邱明国,闫自利,李鹏飞. 冻融作用对饱和粉质黏土抗剪性能的影响[J]. , 2010, 31(8): 2448 -2452 .
[5] 沈银斌,朱大勇,汪鹏程,姚华彦. 基于数值应力场的边坡临界滑动场[J]. , 2010, 31(S1): 419 -423 .
[6] 王协群,张有祥,邹维列,熊海帆. 降雨入渗条件下非饱和路堤变形与边坡的稳定数值模拟[J]. , 2010, 31(11): 3640 -3644 .
[7] 王 伟,刘必灯,周正华,王玉石,赵纪生. 刚度和阻尼频率相关的等效线性化方法[J]. , 2010, 31(12): 3928 -3933 .
[8] 王海波,徐 明,宋二祥. 基于硬化土模型的小应变本构模型研究[J]. , 2011, 32(1): 39 -43 .
[9] 曹光栩,宋二祥,徐 明. 山区机场高填方地基工后沉降变形简化算法[J]. , 2011, 32(S1): 1 -5 .
[10] 刘华丽 ,朱大勇 ,钱七虎 ,李宏伟. 边坡三维端部效应分析[J]. , 2011, 32(6): 1905 -1909 .