巖石統(tǒng)計損傷本構模型與圓形硐室?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研究的重要內容,統(tǒng)計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)計損傷本構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度這一特征。另外,已有巖石統(tǒng)計模型基本上僅限于理論分析,對于其在工程實際中的應用方法還需要很多工作。因此,本文就此問題開展研究,具有重要的理論價值與工程實

2、際意義。主要的工作內容如下:
　　 (1)在連續(xù)損傷介質力學模型和應變等效性假設的基礎上,推導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物理力學性能的概率分布類型進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及損傷變量變化規(guī)律,改進和完善了巖石統(tǒng)計損傷本構模型,包括對巖石損傷閥值和殘余強度的考慮,模型參數(shù)的求取方法和復雜應力狀態(tài)下模型的

3、推廣。
　　 (3)以巖石統(tǒng)計損傷理論為基礎,結合巖石全應力應變曲線特征,對Drucker-Prager強度準則進行了修正研究,并通過實例計算,驗證了修正的巖石強度準則的合理性。
　　 (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)研究成果的基礎上考慮圓形硐室圍巖損傷,對圓形硐室?guī)r爆機理進行了研究,給出硐室圍巖重分布應力解析解,結合統(tǒng)計損傷本構關系和硐室圍巖全應力應變曲線特征,分析了硐室?guī)r爆的臨界載荷和