›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (8): 2144-2149.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

岩石破坏非连续变形分析弹脆性本构模型的二次开发

李术才1，陈云娟1，朱维申1，赵成龙1，李利平1，尹福强2   

  1. 1.山东大学 岩土与结构工程研究中心，济南 250061；2.山东省国土测绘院，济南 250102
  • 收稿日期:2014-03-26 出版日期:2014-08-12 发布日期:2014-08-14
  • 通讯作者: 陈云娟，女，1984年生，博士研究生，主要从事大型地下工程施工过程力学和稳定性方面的研究工作。E-mail：skdcyj@126.com E-mail:lishucai@sdu.edu.cn
  • 作者简介:李术才，男，1965年生，博士，教授，博士生导师，主要从事断裂损伤及岩体稳定性等方面的教学与研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重点项目（No. 51139004）；教育部博士点基金（No. 20110131110030）；中国博士后科学基金面上项目（No. 2012M521339）；山东省自然科学基金资助项目（No. ZR2011EL049）。

Secondary development of elastic brittle constitutive model of discontinuous deformation analysis for rock failure

LI Shu-cai1, CHEN Yun-juan1, ZHU Wei-shen1, ZHAO Cheng-long1, LI Li-ping1, YIN Fu-qiang2   

  1. 1. Geotechnical and Structural Engineering Research Center, Shandong University, Jinan 250061, China; 2. Shandong Provincial Institute of Land Surveying and Mapping, Jinan 250102, China
  • Received:2014-03-26 Online:2014-08-12 Published:2014-08-14

PDF (Chinese)

1517

摘要： 岩石非连续变形分析方法DDARF成功实现了模拟岩体裂纹萌生、扩展、贯通、破碎的全过程，但算法只考虑了岩体的线弹性本构模型，没有分析岩体的非线性应力-应变关系。为更符合真实岩体工程，同时扩展岩石非线性本构模型的应用范围，分别采用摩尔-库仑强度准则和最大拉应力强度准则对岩体进行剪切和拉伸破坏判断；对理想弹脆性本构模型进行算法分析，并在VC++平台下程序实现；对“自定义”的岩体非连续变形分析方法弹脆性本构模型与室内单轴压缩试验进行比较分析；将岩体非连续变形分析方法弹脆性本构模型应用于大型地下洞室开挖，并与线弹性本构模型进行对比。结果表明，非连续变形分析方法中自定义岩体弹脆性本构模型是可行的，它能够反映岩体变形的非线性特征，与室内试验吻合度较好；非连续变形分析方法弹脆性本构模型应用于大型地下工程，能更安全且真实地分析洞室围岩的稳定性，进而更好地指导地下洞室的防护措施。

关键词: 岩石非连续变形分析, 弹脆性本构, 强度准则, 程序编制, 室内试验

Abstract: DDARF (discontinuous deformation analysis for rock failure) has successfully realized the simulation on crack initiation, propagation, penetration and crushing of rock mass; but this algorithm only considers the linear elastic constitutive model and doesn’t analyze the nonlinear stress-strain relationship of rock mass. For more accordding to the real rock engineering, and expanding the application scope of DDARF’s nonlinear constitutive model, Mohr-Coulomb strength criterion and the maximum tensile stress strength criterion are respectively used to judge shear and tensile damage for rock mass; the algorithm of ideal elastic brittle constitutive model is analyzed, and is programmed based on VC + + platform. Custom DDARF elastic brittle constitutive model for rock mass is comparatively analyzed with the laboratory uniaxial compression test; DDARF elastic brittle constitutive model is applied to large underground cavern excavation, and compared with the linear elastic constitutive model. Results show that, custom elastic brittle constitutive model for rock mass of DDARF is feasible; this elastic brittle constitutive model can reflect the nonlinear deformation characteristics of rock mass, and coincides with the laboratory experiment well. DDARF elastic brittle constitutive model is applied to large underground engineering, the stability of the surrounding rock mass can be more safely and truly analyzed, and the protective measures of underground caverns can be well guided.

Key words: discontinuous deformation analysis for rock failure(DDARF), elastic brittle constitutive, strength criterion, programming, laboratory test

中图分类号: 

  • TU 452
[1] 王培涛, 黄正均, 任奋华, 章亮, 蔡美峰, . 基于3D打印的含复杂节理岩石直剪特性 及破坏机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 46-56.
[2] 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.
[3] 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.
[4] 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.
[5] 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.
[6] 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.
[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] 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.
[12] 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.
[13] 张 聪，梁经纬，张 箭，阳军生，张贵金，叶新田,. 基于脉动注浆的宾汉流体渗透扩散机制研究[J]. , 2018, 39(8): 2740-2746.
[14] 王 俊，王 闯，何 川，胡雄玉，江英超，. 砂卵石地层土压盾构掘进掌子面稳定性室内试验与三维离散元仿真研究[J]. , 2018, 39(8): 3038-3046.
[15] 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.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 王 刚，李术才，王明斌. 渗透压力作用下加锚裂隙岩体围岩稳定性研究[J]. , 2009, 30(9): 2843 -2849 .
[2] 刘玉成，曹树刚，刘延保. 可描述地表沉陷动态过程的时间函数模型探讨[J]. , 2010, 31(3): 925 -931 .
[3] 刘恩龙. 岩土破损力学：结构块破损机制与二元介质模型[J]. , 2010, 31(S1): 13 -22 .
[4] 介玉新，杨光华. 基于广义位势理论的弹塑性模型的修正方法[J]. , 2010, 31(S2): 38 -42 .
[5] 杨建民，郑 刚. 基坑降水中渗流破坏归类及抗突涌验算公式评价[J]. , 2009, 30(1): 261 -264 .
[6] 周 华，王国进，傅少君，邹丽春，陈胜宏. 小湾拱坝坝基开挖卸荷松弛效应的有限元分析[J]. , 2009, 30(4): 1175 -1180 .
[7] 叶 飞，朱合华，何 川. 盾构隧道壁后注浆扩散模式及对管片的压力分析[J]. , 2009, 30(5): 1307 -1312 .
[8] 陈 林，张永兴，冉可新. 考虑剪应力作用的挡土墙主动土压力计算[J]. , 2009, 30(S2): 219 -223 .
[9] 罗 强 ，王忠涛 ，栾茂田 ，杨蕴明 ，陈培震. 非共轴本构模型在地基承载力数值计算中若干影响因素的探讨[J]. , 2011, 32(S1): 732 -0737 .
[10] 王云岗 ，章 光 ，胡 琦. 斜桩基础受力特性研究[J]. , 2011, 32(7): 2184 -2190 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发