岩石损伤统计本构模型研究
Study on the Rock Statistical Damage Constitutive Model

作者: 汤连生 , 宋 晶 , 罗珍贵 , 陈浩昆 :中山大学地球科学与地质工程学院,广州; 桑海涛 :中山大学工学院,广州;

关键词: 岩石强度准则统计损伤本构模型Rock Strength Criterion Statistic Damage Constitutive Model

摘要:
从岩石微裂隙等缺陷及随机分布的特点出发,建立岩石损伤统计本构模型,其核心在于科学地选取反映损伤程度的岩石微元强度度量方法、岩石内部损伤随机分布的形式以及模型参数。首先基于Lemaitre应变等价性假说建立了三维应力作用下岩石损伤本构方程,讨论了常用的M-C等3个岩石强度准则和Weibull分布等5个岩石微元强度概率模型。然后基于H-B强度准则和幂函数分布建立了岩石的损伤统计本构模型,并给出了相关参数的确定方法,借助引用的实例验证了本文所建模型和参数确定方法的有效性,最后建议了下一步研究的重点方向。

Abstract: To establish a rock statistical damage constitutive model taking the defects such as the rock mi-cro-cracks and the characteristics of their random distribution into account, the vital steps are to select a method scientifically to measure the rock micro-strength, which is capable of reflecting its damage conditions; as well as the pattern of randomly distributed damage in rock and the deter-mination of the model parameters. Firstly, a damage constitutive equation for rock under three dimensional stress conditions is established, in terms of the Lemaitre’s hypothesis of strain equi-valence; then discussions are presented in detail to address the frequently employed rock strength criterions such as M-C strength criterion and the rock micro-element strength probability models such as Weibull probability distribution. Based on the H-B criteria and the power function distribution, a statistical damage constitutive model for rock is proposed, and the method of de-termination for the relative model parameters is suggested; Furthermore, a case study is intro-duced to testify the validity of the constitutive model and the method to obtain the parameters which are proposed in this paper; at last, suggestions on the further research and its method are addressed.

文章引用: 汤连生 , 桑海涛 , 宋 晶 , 罗珍贵 , 陈浩昆 (2014) 岩石损伤统计本构模型研究。 力学研究, 3, 23-32. doi: 10.12677/IJM.2014.33003

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