岩土力学 2010, 31(8) 2425-2434 DOI:     ISSN: 1000-7598 CN: 42-1199/O3

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大理岩
弹塑性耦合
循环加、卸载
试验研究
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大理岩弹塑性耦合特性试验研究
张 凯1,周 辉1,冯夏庭1,邵建富2,杨艳霜1,张元刚3
1 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学国家重点实验室,武汉 430071; 2 法国里尔科技大学,法国 里尔 59650;3 兖州煤业股份有限公司,山东 邹城 273500
摘要

大量研究表明,岩石经历塑性变形时其弹性参数会发生变化,即存在弹塑性耦合现象。为了研究岩石的弹塑性耦合特性,进行了两种大理岩的循环加、卸载试验。试验结果表明:与常规试验对比,循环加、卸载试验对岩石的变形、强度及破坏形态影响较小;弹性参数随塑性变形的变化显著,考虑弹塑性耦合时,弹性参数取体积模量和剪切模量更为合适;基于Mohr-Coulomb屈服准则,计算得到了强度参数,即黏聚力和内摩擦角随塑性内变量的演化规律。所得结论将为岩石弹塑性耦合本构模型的建立提供基本的试验支持。

关键词 大理岩   弹塑性耦合   循环加、卸载   试验研究  
Experimental research on elastoplastic coupling character of marble
ZHANG Kai1, ZHOU Hui1, FENG Xia-ting1, SHAO Jian-fu2,YANG Yan-shuang1, ZHANG Yuan-gang3
1 State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering,Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430071, China; 2 LML, Universite des Science et Technologie de Lille, Lille 59650, France ;3 Yanzhou Coal Mining Company Limited, Zoucheng, Shandong 273500, China
Abstract:

A lot of research work shows that when rock undergoes plastic deformation, its elastic parameters vary. In order to study the elastoplastic coupling characteristic of rock, cyclic loading experiments on two kinds of marbles are carried out. The experiments show that comparing with conventional triaxial experiments, cyclic loading experiments do not influence the deformation and strength of the rocks. The elastic parameters obviously vary with plastic deformation. When taking the elastoplastic coupling character into consideration, bulk modulus and shear modulus are more suitable to be selected as elastic parameters than elastic modulus and Poisson ratio. The variation of the parameters of strength with plastic internal variable is also obtained under the hypothesis of Mohr-Coulomb yield criterion. The results can provide experimental basis for the furthur study on the elastoplastic coupling constitutive model of rock.

Keywords: marble   elastoplastic coupling   cyclic loading   experimental research  
收稿日期 2010-02-28 修回日期  网络版发布日期  
DOI:
基金项目:

国家自然科学基金资助项目(No. 50979104、10772190);国家重点基础研究发展规划(973)项目(No. 2010CB732006)。

通讯作者:
作者简介: 张凯,男,1984年生,博士,主要从事流固耦合的理论和试验研究方面的工作。
作者Email: zhangkai_84@126.com

参考文献:
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