岩土力学 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (S2): 14-24.doi: 10.16285/j.rsm.2018.1104

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

岩石全应力-应变过程关键特征点损伤特征分析

秦庆词,李克钢,杨宝威,王 庭,张雪娅,郭 文   

  1. 昆明理工大学 国土资源工程学院 云南 昆明650093
  • 收稿日期:2018-06-23 出版日期:2018-12-21 发布日期:2019-01-02
  • 通讯作者: 李克钢,男,1978年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩石力学、工程岩体稳定性等方面的研究工作。E-mail: 106146135@qq.com E-mail:1457186548@qq.com
  • 作者简介:秦庆词,男,1991年生,硕士研究生,主要从事岩石力学研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No.41672303)。

Analysis of damage characteristics of key characteristic points in rock complete stress-strain process

QIN Qing-ci, LI Ke-gang, YANG Bao-wei, WANG Ting, ZHANG Xue-ya, GUO Wen   

  1. Faculty of Land Resources Engineering, Kunming University of Science and Technolgy, Kunming, Yunnan 650093, China
  • Received:2018-06-23 Online:2018-12-21 Published:2019-01-02
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(41672303).

摘要: 基于Weibull分布统计损伤力学理论,针对传统本构模型对初始状态损伤和峰后特征表征不足的局限进行了优化,建立能够表征初始损伤对力学行为响应的本构方程,并基于优化的本构方程确定岩石全应力-应变过程中关键特征点的力学特性和损伤状态关系,将岩石受荷损伤劣化过程划分为6个损伤阶段,阐释了岩石全应力-应变过程中的损伤演化机制,同时结合RFPA-2D数值仿真分析确定岩体在峰后曲线上的结构失稳点应变是峰值应变的(1.00~1.32)倍;损伤阈值约为0.4~0.6,损伤起始强度约为峰值强度15%;结构面贯通破坏强度约为峰值强度的41%。从理论上确定了残余强度点应变约为峰值应变的4倍。

关键词: 本构模型, 强度特征, 损伤特征, 结构失稳, 材料失效

Abstract: Based on the statistical damage mechanics theory of Weibull distribution, the limitations of the traditional constitutive model for the initial state damage and the post-peak feature characterization are optimized; and the constitutive equation which can characterize the initial damage to the mechanical behavior is established. The constitutive equation determines the mechanical properties and damage state of key feature points in the whole stress-strain process of rock, and divides the damage process of rock damage into six damage stages, explaining the damage evolution in the whole stress-strain process of rock. Meanwhile, combining with RFPA-2D numerical simulation analysis, it is determined that the structural instability point of the rock mass on the post-peak curve is the peak strain (1.00-1.32) times; the damage threshold is about 0.4-0.6 and the damage initiation strength is about 15% of the peak intensity; and the structural surface penetration breaking strength is about 41% of the peak intensity. It is theoretically determined that the residual strength point strain is about 4 times the peak strain.

Key words: constitutive model, strength characteristics, damage characteristics, structural instability, material failure

中图分类号: 

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