多孔隙岩石加卸载力学特性及本构模型研究

作者:马秋峰; 秦跃平; 周天白; 杨小彬

摘要:为了研究岩石在加载-卸载过程中的应力-应变关系,以砂岩为例,对其进行常规三轴加卸载试验。分析了峰后卸载阶段岩石的非线性特性,对岩石的损伤变量进行定义,给出了峰后卸载过程中用于描述应力-应变关系的弹性模量模型。通过分析加载-卸载过程中的轴向应变与径向应变的关系,得到了卸载过程中泊松比模型。引入D-P塑性模型,针对砂岩的塑性硬化特性,对硬化函数进行修正,建立了与等效塑性应变相关联的损伤模型。将计算模型矩阵化后进行数值计算。在此过程中得到如下结论:多孔隙岩石在加载过程中表现出明显的非线性特征,随着体应力的增大,岩石的弹性模量逐渐增大。岩石峰后卸载过程中,当轴向应力大于围压时,应力-应变可以利用峰前弹性阶段的弹性模量模型乘以连续性因子进行描述。随着等效塑性应变的增大,泊松比先增大后减小,最终趋于稳定。峰后卸载过程中,等效塑性应变不发生变化,此时泊松比保持不变。利用提出的本构模型进行了数值计算,数值计算结果与试验结果进行对比,结果表明,提出的模型能够反映出岩石在峰后卸载过程中的应力-应变规律。

分类:
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关键词:
  • 岩石力学
  • 非线性
  • 损伤
  • 泊松比
  • 弹性模量

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期刊名称:岩土力学

期刊级别:北大期刊

期刊人气:4288

杂志介绍:
主管单位:中国科学院
主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
出版地方:湖北
快捷分类:建筑
国际刊号:1000-7598
国内刊号:42-1199/O3
邮发代号:38-383
创刊时间:1979
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
复合影响因子:2.07
综合影响因子:2.27