基于微平面的节理岩体各向异性损伤弹性模型

摘要

微平面模型采用应力和应变矢量而不是张量建立本构关系,因而在描述复杂荷载下准脆性材料与裂隙有关的各向异性力学响应方面具有形式简单、材料参数有明确的物理意义等优点.本文采用微平面模型建立了节理岩体的弹性损伤本构关系.定义节理连通率为微平面上的损伤变量,它是一个方向分布函数,其各阶组构张量可以通过方向分布函数分析给出.将岩体的微平面作为由节理和岩石组成的二元介质,通过几何约束条件建立了节理岩体的宏观各向异性弹性本构关系.推导出岩体各向异性弹性刚度张量与岩石和节理的弹性常数、节理连通率的二阶组构张量的显式表达式.算例分析表明,该模型能很好地反映节理组各向异性分布对岩体弹性参数的各向异性影响.