全尾砂胶结充填体弹塑性本构模型实验研究

针对4种灰砂比、5种料浆浓度的全尾砂胶结充填体进行了单轴压缩实验,得出了其在单轴压缩条 件下的物理力学特性。根据充填体单轴抗压强度分别选取灰砂比1∶6、1∶8,料浆浓度65%、70%的充填试块进行了4组不同围压下的三轴压缩实验,得到了 充填体全应力-应变曲线及其物理力学参数。根据实验结果建立了充填体线弹-弹塑-塑性软化-理 想塑性的本构模型,将充填体峰后应变软化阶段分为2种情况：在围压较小时,表现出明显应变 软化,应力脆性跌落;在围压较高时,应变软化不明显,峰后直接进入塑性流动状态,残余强度 与峰值强度差值减小。研究结果为充填体强度设计提供了理论依据。     

岩石弹塑性损伤耦合本构模型

在不可逆热力学框架内，推导了岩石材料弹性生损伤耦合的本构模型，该模型的参数均可由通常应力－应变关系曲线确定。     

多孔介质的细观损伤本构模型

对于多孔介质损伤本构关系进行深入的研究。介绍了多孔介质损伤本构关系与细观结构连接的原则和方法，提出了一个多孔介质非线性弹性损作构模型。其次，在Gurson理论已有工作的基础上，推出一个规则多孔体服从Drucker-Prager屈服准则的近似屈服面方程，进行得到了相关联的弹塑本构模型。最后，以裂纹密度为细观损伤变量，修正裂纹密度细观损作屈服面中偏平面上J2的影响，推出了地基土弹塑性细观损伤本构模型。     

一种新的节理弹塑性本构模型

根据经黄的塑性理论建立了反映剪胀特性的单裂隙非线弹塑性本构关系,服从非关联塑性流动法则,该模型对分析应力对岩体渗透性的影响很有意义,算例表明文中的方法是可信的。     

基于Weibull分布的岩石损伤本构模型研究

利用连续损伤理论和统计强度理论，提出了模拟岩石破裂全过程的损伤本构关系，并在此基础上建立了完整的损伤统计本构模型，且在所建立的损伤统计本构模型的四个基本方程中，引入岩石应力应变全过程曲线特征参量，并考虑岩石应力应变全过程曲线的几何条件，解决了传统方法求解本构方程中参数的难点，同时提高了精度．通过与砂岩试件三轴压缩试验实测结果对比，证明模型可以很好地反映岩石的应力-应变关系．图2，参7．     

不同含水率下白云岩损伤本构关系研究

通过对干燥和不同浸水状态下白云岩进行常规单轴压缩试验,得到了岩石应力—应变曲线和抗压强度、弹性模量、泊松比等参数随浸水时间及含水率的变化规律;通过定义浸水时间为损伤变量,分析了该变量随抗压强度和弹性模量的变化情况,将变化规律代入本构关系中,获得了以浸水时间为变量的本构关系。研究表明:1)将由本构关系绘出的应力—应变曲线与实际曲线对比,结果表明大多数与实际情况吻合较好,模型能够充分反映不同浸水时间下的白云岩损伤过程,此种情况下,Weibull分布参数m决定了本构模型理论曲线的形状;2)建立了考虑峰值强度随着浸水时间变化的岩石损伤统计本构模型,由模型应力—应变曲线可知,εc取值为定值时,Weibull分布参数m值随着浸水时间的增加出现先减小后变大的趋势,浸水条件下的参数m值始终小于干燥条件下的,此种情况下m不能决定本构模型理论曲线的形状。     

不同长径比煤样动力学特征及本构模型

为研究冲击荷载下不同长径比煤样的动力学性能,借助改进的霍普金森压杆实验装置(?75 mm),开展6个冲击等级(4.18～8.03 m/s)、4种长径比(0.33～1.33)下的冲击压缩实验,并结合灰色关联理论分析动力学参数与长径比之间的关联性,建立基于力学机制、Weibull分布、D-P准则的4参数单轴煤岩强度型统计损伤模型。研究表明：(1)煤样长径比与应变率、动抗压强度、耗散能均呈二次函数关系,且耗散能随长径比增加而降低;与电磁能呈一次函数关系,且保持正相关。(2)煤样长径比对动力学参数的影响排序为：电磁能(0.88)>动抗压强度(0.84)>耗散能(0.81)>应变率(0.78)。(3)基于Weibull分布、D-P准则构建初始本构模型,并借助动抗压强度σ_max与应变率、长径比n的关系修正,进而对比实验应力-应变曲线,验证模型可靠性(R²>0.91)。     

基于扰动因子的软岩扰动蠕变本构模型

动力扰动下处于极限强度的深井软岩巷道围岩具有流变变形量大,变形速率快的变形特征,致使软岩巷道支护困难和灾害频发。为了研究软岩在动力扰动下蠕变破坏特征及本构模型,通过自主研制的岩石扰动蠕变实验系统对泥页岩进行了分级加载流变实验,试验结果表明:非稳定蠕变曲线在扰动前后流变变形明显不同,当施加应力水平较小时(处于第Ⅰ,Ⅱ蠕变阶段),每次扰动的瞬间会使岩石应变突变,但突变值随后逐渐回弹,最终岩石变形速率趋于一个稳定值;当应力水平较大时(处于第Ⅰ,Ⅱ蠕变阶段),岩石经过多次扰动后,当积累能量达到岩石破坏能量时,诱使岩石发生加速流变,而原处于蠕变第Ⅲ阶段的岩石的蠕变速率加快,缩短了岩石破坏的时间。基于岩石扰动状态理论,提出一个以扰动能量和扰动次数为自变量的扰动因子函数,以它为权重函数与NRC模型有机结合,建立了软岩流变扰动效应的本构模型并对模型参数进行识别,结果表明理论曲线与实验曲线吻合较好,验证了该模型能够正确性地描述动力扰动下软岩蠕变特征,该成果对于深部地下工程的稳定性研究具有参考价值。     

基于RMT煤的微细观裂纹损伤本构模型

通过对煤样受载变形过程中其内部微细观裂纹的产生、扩展、演化的分析,结合煤样的变形损伤特征,选取合适的损伤参量,建立了单轴压缩下煤样的损伤本构模型。试验结果表明试验曲线与理论曲线较好地相吻合。     

岩石损伤统计本构模型及其参数确定的研究

利用连续损伤理论和统计强度理论,建立了完整模拟岩石破裂全过程的损伤统计本构模型。在所建立的损伤统计本构模型的基本方程中,引入岩石应力应变全过程曲线特征参量,并考虑岩石应力应变全过程曲线的几何条件,解决了传统方法求解本构方程中参数的难点,同时提高了精度。基于取自某边坡工程的砂岩所进行的三轴压缩试验实测结果,对所建立的岩石损伤统计本构模型进行了验证,验证了所建的模型是合理的。     

STUDY ON THE DAMAGE CONSTITUTIVE RELATION OF ROCK UNDER UNIAXIAL STRESS CONDITION

The damage propagation constitutive relation of rock under unlaxlal stress condition is studied by CT scanning in this paper. Damage variables of rock are calculated using CT scanning method and Lemaitre‘s equivalent strain hypothesis respectively, the damage propagation constitutive relation of rock is discussed.     

岩石边坡中断层水压的模型实验研究

该文为模型实验研究。通过自制边坡中的断层实验模型,观察、量测并分析16种不同条件时断层中不同位置的水压。模拟实验结果表明,断层中水压分布可以以线性函数拟合,此结果与Hoek理论模型相近。影响水压大小的各因素灵敏程度依次为：张裂缝中水头高度、断层倾角、充填料高度、充填料粒度、断层带厚度。