巖石統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型與圓形硐室?guī)r爆研究.pdf

1、巖石材料破裂過程的模擬一直是巖石力學(xué)研究的重要內(nèi)容,統(tǒng)計(jì)損傷理論的引入為其提供了一條有益的研究思路和途徑。然而,目前建立的統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型仍存在一定的不足,主要體現(xiàn)在不能充分反映巖石不同變形階段的特征問題,難以反映巖石在低應(yīng)力水平下的線彈性變形特性,且對于峰值后區(qū)的模擬并不能反映殘余強(qiáng)度這一特征。另外,已有巖石統(tǒng)計(jì)模型基本上僅限于理論分析,對于其在工程實(shí)際中的應(yīng)用方法還需要很多工作。因此,本文就此問題開展研究,具有重要的理論價(jià)值與工程實(shí)

2、際意義。主要的工作內(nèi)容如下:
　　 (1)在連續(xù)損傷介質(zhì)力學(xué)模型和應(yīng)變等效性假設(shè)的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了巖石材料彈性損傷分析的建模過程,得到了兩種不同RVE表述的巖石損傷模型,并對巖石破裂過程分析中采用RVE物理力學(xué)性能的概率分布類型進(jìn)行了討論及對比分析。
　　 (2)通過系統(tǒng)分析巖石變形破裂過程特點(diǎn)及損傷變量變化規(guī)律,改進(jìn)和完善了巖石統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型,包括對巖石損傷閥值和殘余強(qiáng)度的考慮,模型參數(shù)的求取方法和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下模型的

3、推廣。
　　 (3)以巖石統(tǒng)計(jì)損傷理論為基礎(chǔ),結(jié)合巖石全應(yīng)力應(yīng)變曲線特征,對Drucker-Prager強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行了修正研究,并通過實(shí)例計(jì)算,驗(yàn)證了修正的巖石強(qiáng)度準(zhǔn)則的合理性。
　　 (4)綜合分析巖爆發(fā)生的條件及影響因素,并在對前人提出的巖爆判據(jù)研究成果的基礎(chǔ)上考慮圓形硐室圍巖損傷,對圓形硐室?guī)r爆機(jī)理進(jìn)行了研究,給出硐室圍巖重分布應(yīng)力解析解,結(jié)合統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)關(guān)系和硐室圍巖全應(yīng)力應(yīng)變曲線特征,分析了硐室?guī)r爆的臨界載荷和