硬脆性岩石热–力–损伤本构模型及其初步运用

作者：李天斌; 高美奔; 陈国庆; 马春驰; 许钟元; 阴红宇; 陈超; 孟陆波

来源：岩土工程学报, 2017, 39(08): 1477-1484.

• 岩石力学
• 热损伤
• Drucker-Prager准则
• 本构模型
• 数值模拟

热力作用下岩石本构行为的研究对深部资源开采、地热资源开发、深埋长大地下工程设施建设等岩石工程问题具有重要意义。基于现有岩石损伤劣化统计本构模型研究,引入三参量Weibull分布、热损伤、Drucker-Prager屈服准则和残余强度修正系数,经过严密的数学推导,建立了考虑岩石起裂应力的热–力–损伤本构模型,并确定了其参数表达式。采用围压25 MPa、不同温度(20℃,60℃,130℃)条件下黑云母花岗岩三轴压缩试验结果对模型进行了验证。结果表明:模型理论曲线和试验曲线具有较高的吻合度,能够客观地反映岩石热力破裂应力应变全过程和残余强度,且参数物理意义明确。最后,将本构模型嵌入FLAC数值分析软件,对瑞典APSE隧道开挖过程的热力响应进行了数值分析,计算结果较好地反映了隧道现场围岩的破坏规律。

• 单位
  土木工程学院; 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室; 成都理工大学