基于宏细观裂隙耦合的深部岩体损伤本构模型研究

摘要

论文以深部岩体在不同应力路径下的弹性波传播和衰减试验研究为基础,首先利用岩体弹性波波幅值的衰减规律定义了裂隙岩体的宏观损伤变量,其次利用统计强度理论定义了岩石的细观损伤变量,并基于Lemaitre应变等价原理建立了宏细观裂隙耦合的深部岩体各向异性损伤本构模型,最后利用试验数据对该模型进行了分析与验证.研究表明:(1)裂隙岩体中弹性波波幅值的衰减规律与裂隙的数量、角度、法向刚度及其所受的应力作用等因素相关,可以较好的定义岩体的宏观损伤变量.(2)深部裂隙岩体的力学特性由宏细观裂隙及其所处的高地应力环境所决定,基于宏细观裂隙耦合建立的岩体损伤本构模型可以较好地反映不同应力路径下深部裂隙岩体的各向异性力学特性.(3)在常规三轴压缩试验中,岩体轴向压应力方向上的损伤随围压的增大而减小;在常规三轴拉压试验中,岩体轴向拉应力方向上的损伤随围压的增大而增大.