文档介绍：维普资讯

第善第期岩土力学

年月
,
拉伸荷载作用下岩石的细观损伤力学模型
圭,,『//
五邑大学建工幕,广东江门

文摘本文建立了拉伸荷载作用下岩石的二维、轴对称和三堆细理损伤力学的有散场模
型,分析了岩石中的裂纹扩展过程求得了损伤柔度的表达式,并给出了相应的算倒数值模拟结
果与了模型和自倍模型的计算结果以及实验结果进行了对比,结果表明模型和自治
模型的数值模拟结果与实验结果有较大的误差,而本文提出的模型的数值模拟结果则与实验结果
具有根好的一致性。
关键词丝
中圈法分类号\
前言
众所周知,虽然唯象学连续损伤模型为岩石的力学性能研究提供了简便的损伤本构关
系,但是唯象学损伤模型不能对微裂纹的扩展过程给予恰当的描述,并且其损伤内变量选取
的人为性和任意性,使其损伤本构方程中引入的有关常数蚺乏明确的物理意义由于连续损
伤力学的上述不足,目前,断裂与损伤的研究都有深入结合细观力学研究的趋势。
首先利用方法分析了混凝士的细观损伤演化过程,由于方法没
有考虑裂纹的相互作用,当裂纹密度较大时必然会产生较大的误差。随后一些研究者利用自

够间接地考虑弱的裂纹相互作用,但自洽方法只适用于裂纹密度较小的场合,并且其裂纹扩
展过程的分析仍只能采用方法进行。
为了建立合适的考虑裂纹相互作用的岩石细观损伤力学模型,本文作者曾提出了考虑
裂纹相互作用的统计有效场方法,并利用统计有效场方法建立了拉伸荷载作用下混凝土的
二维细观损伤本构理论和压缩荷载作用下岩石的轴对称细观损伤力学模型本文则将统
计有效场方法应用于拉伸荷载作用下岩石的二维、轴对称和三维细观损伤分析,以建立拉伸
荷载作用下岩石的细观损伤本构理论,并在此基础上给出了数值模拟结果及其与实验结果
的对比。
收稿日期: ,讲师,现从事土木工程学科教学与科研工作
奉文为五邑大学科研基盘赍助目.
维普资讯
第期孪广平:拉伸荷蓑作用下岩石的细观损伤力学模型
损伤演化的运动方程
对于岩石来说,一般存在大量的锾裂隙、孔障、界面裂纹等,类似于等对混凝
土细观结构的处理,我们认为岩石中存在弱面和颗粒界面,在加载前,这些弱面和颗粒界面
上就存在大量的起始微裂纹,设尺寸为,其最小值为最大值为一.。分布在“~ 。之
间。,即沿原方向扩展。但是这些
预存的微裂纹启裂后,、颗粒与基体的交界
面处时,由于基体材料的断裂韧性高,裂纹不易越过基体而扩展,
生止裂。设扩展后的裂纹尺寸为,其最小值为,最大值为, 与。的关系可表示为
, 这里为一标量。大干小于,实际上为随机变量。当外加荷载继续增加时,已扩展并
止裂且位于最危险方位附近的最大裂纹,将会沿蓦体发生扩展而导致岩石的宏观失稳断裂。
对于岩石中的界面裂纹,其拉剪—复合型断裂可采用如下的准则
麓】㈤
式中,、。为单一裂纹在其局部坐标系中的型和Ⅱ型应力强度因子, 和分别为
界面的型和型断裂韧性。
根据裂纹相互作用的统计有效