综合考虑宏细观缺陷的岩体动态损伤本构模型*

张 力 民,吕 淑 然,刘 红 岩

(1.北京 科技大学土 木与环境工 程学院,北 京 100083; 2.河北承德钢铁公司,河北 承德067000; 3.首都经济贸易大学安全与环境工程学院,北京100026; 4.中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083; 5.西藏大学工学院,西藏 拉萨850000; 6.中国地质大学(北京)国土资源部深部地质钻探技术重点实验室,北京100083)

综合考虑宏细观缺陷的岩体动态损伤本构模型*

张 力 民1,2,吕 淑 然3,刘 红 岩4,5,6

(1.北京 科技大学土 木与环境工 程学院,北 京 100083; 2.河北承德钢铁公司,河北 承德067000; 3.首都经济贸易大学安全与环境工程学院,北京100026; 4.中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083; 5.西藏大学工学院,西藏 拉萨850000; 6.中国地质大学(北京)国土资源部深部地质钻探技术重点实验室,北京100083)

针对节理岩体同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的客观事实,提出了在节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏细观缺陷的观点。为此,首先对基于细观动态断裂机理的经典岩石动态损伤本构模型—TCK(Taylor-Chen-Kuszmaul)模型进行了阐述,其次基于 Lemaitre等效应变假设推导了综合考虑宏细观缺陷的复合损伤变量(张量),进而在此基础上建立了相应的节理岩体动态损伤本构模型,并利用该模型讨论了载荷应变率及节理条数对岩体动态力学特性的影响规律。结果表明,在不同载荷应变率下试件在变形初始阶段是重合的,而后随着应变的增加,试件峰值强度、峰值应变及总应变均随载荷应变率的增加而增加;随着节理条数的增加,试件峰值强度逐渐降低,但降低趋势逐渐变缓并趋于某一定值。……