基于剪切应变梯度塑性理论的断层岩爆失稳判据

摘要

应用应变梯度塑性理论及能量准则,提出了断层岩爆的失稳判据的解析解.断层带被视为一维剪切问题,断层带尺寸由岩石内部长度确定.断层带的一半及带外一侧的弹性岩石被视为一个系统.得到了依赖于断层带尺寸的断层带的耗散势能及峰后刚度表达式.应用能量准则,得到了断层带-围岩系统的失稳判据,它不仅与岩石材料的本构参数有关,也与岩石结构的几何尺寸有关,说明系统的稳定性具有尺寸效应.断层岩爆失稳判据与矿柱岩爆失稳判据具有类似性.目前的断层岩爆失稳判据的优越性在于:断层带的宽度、断层带的耗散势能、峰后刚度及失稳判据等都可以解析表示;而且,断层带内部具有不均匀的(塑性)剪切应变,这一点与有关的实际观测结果相符合.