基于均匀化理论的岩石细观力学损伤模型及其应用研究

作者：朱其志^*; 胡大伟周辉谢守益邵建富

来源：岩石力学与工程学报, 2008, 27(02): 266-272.

DOI：10.3321/j.issn:1000-6915.2008.02.006

• 岩石力学
• 均匀化
• 细观力学
• 损伤
• 摩擦
• 热动力学
• 大理岩

基于均匀化理论构建细观力学损伤模型的热动力学框架,提出运用Eshelby夹杂问题解的岩石损伤摩擦耦合模型。其中,岩石被认为是由弹性固体基质和裂纹构成的非均匀材料。在细观力学分析的基础上,首先导出裂隙岩体宏观自由能的一般表达式及相应的热力学力,进而采用库仑型滑动摩擦准则和非关联流动法则来确定非弹性应变的变化率;损伤的演化用修正的Mazars损伤准则来描述。该模型能够考虑岩石及岩石类材料在外力作用下的主要力学现象如非线性应力–应变关系、材料损伤的各项异性、裂纹面内损伤和滑移的耦合、静水压力对力学响应的影响、体积膨胀以及裂纹闭合效应等。用提出的细观损伤模型模拟大理岩的常规三轴试验。研究结果表明,模拟值和试验值之间有较好的一致性,从而验证了模型的合理性和有效性。

• 单位
  岩土力学与工程国家重点实验室; 中国科学院武汉岩土力学研究所; 里尔科技大学