基于三剪能量屈服准则的岩石弹塑性耦合模型

为建立能够准确描述岩石变形过程中能量演化规律的力学模型，提出利用三剪能量屈服准则和弹性剪应变能获取岩石黏聚力与内摩擦角，以及基于三剪能量塑性势函数获取剪胀角的方法，依据所提方法和岩石循环加卸载试验数据，得到了各级围压下不同塑性累积阶段岩石的弹性模量、黏聚力、内摩擦角及剪胀角等参数，发现随着塑性变形的增大，弹性模量呈负指数关系减小，黏聚力峰前线性增大而峰后呈负指数减小，内摩擦角满足比例参数为1、形状参数为1.5的Weibull函数，剪胀角线性减小；随着围压的增大，弹性模量和黏聚力均呈线性关系增大而剪胀角呈线性减小。建立岩石三剪能量弹塑性耦合力学模型，实现了模型在有限差分软件中的二次开发并编写了能量演化监测程序。模拟岩石室内试验，结果表明所建模型能较准确地描述岩石后继屈服过程中的硬化软化、剪胀、围压效应以及能量演化等力学行为。研究成果可为从能量角度研究岩体失稳提供理论支撑和现实手段。