本文關鍵詞：凍融荷載耦合作用下節(jié)理巖體損傷本構模型　出處：《巖石力學與工程學報》2015年08期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：針對寒區(qū)節(jié)理巖體,提出凍融細觀損傷,受荷細觀損傷與節(jié)理宏觀損傷的概念�；贚emaitre應變等效假設,推導凍融受荷條件下考慮節(jié)理巖體宏細觀缺陷耦合的復合損傷變量。以完整巖石的初始損傷狀態(tài)作為基準損傷狀態(tài),建立節(jié)理巖體凍融受荷損傷本構模型,引用試驗資料對模型的合理性進行驗證。研究結果表明:(1)巖石在凍融循環(huán)過程中引起的細觀損傷是一個周期性疲勞破壞的過程,凍融細觀損傷隨凍融次數近似線性增加,單次凍融循環(huán)對巖石造成的損傷較小,為局部損傷;巖石在受荷過程中引起的細觀損傷隨應變的演化率呈不均勻分布,峰值應變處受荷損傷演化率最大。(2)預制節(jié)理對巖石造成的宏觀損傷具有明顯各向異性,隨凍融循環(huán)次數的增加,節(jié)理巖樣的宏觀各向異性有所弱化,弱化程度同節(jié)理性質和凍融循環(huán)次數有關。(3)寒區(qū)受荷節(jié)理巖體的力學性能由凍融細觀損傷,受荷細觀損傷與節(jié)理宏觀損傷及其耦合效應所決定,節(jié)理巖體凍融受荷復合損傷變量可以較好地反映節(jié)理巖體的抗凍性能。
[Abstract]:For jointed rock mass in cold region, the concepts of frozen and thawed meso damage, loaded meso damage and joint macro damage are put forward, based on the Lemaitre strain equivalence hypothesis. The composite damage variable considering the coupling of macro and meso-defects of jointed rock mass under freeze-thaw loading condition is deduced. The damage constitutive model of jointed rock mass under freeze-thaw loading is established by taking the initial damage state of intact rock as the reference damage state. The rationality of the model is verified by the experimental data. The results show that the meso-damage caused by the rock during freeze-thaw cycle is a periodic fatigue failure process. With the increase of freezing and thawing times, the damage caused by single freeze-thaw cycle is relatively small, which is local damage. In the process of rock loading, the evolution rate of meso-damage caused by the strain is uneven, and the maximum evolution rate of damage caused by loading at the peak strain is the largest. The prefabricated joints have obvious anisotropy to the macroscopic damage caused by the rock. With the increase of freeze-thaw cycles, the macroscopic anisotropy of jointed rock samples is weakened, and the degree of weakening is related to the properties of joints and the number of freeze-thaw cycles. The composite damage variables of frozen and thawed jointed rock mass can well reflect the frost resistance of jointed rock mass.
【作者單位】： 中國地質大學工程技術學院;西藏大學工學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(41002113,41162009) 中央高�；究蒲袠I(yè)務專項資金項目(2 9 2014 019)
【分類號】：TU45
【正文快照】： 1引言隨著寒區(qū)基礎設施建設的跟進,實際工程中的巖石往往受到凍融循環(huán)、荷載等因素的共同作用,研究凍融循環(huán)條件下受荷巖石的損傷力學特性具有重大意義[1]。目前許多學者對此進行了專門研究,如:楊更社等[2-3]利用CT掃描設備對巖石材料在凍融循環(huán)條件下的凍融細觀損傷擴展特性

【參考文獻】

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2 楊更社,蒲毅彬,馬巍;寒區(qū)凍融環(huán)境條件下巖石損傷擴展研究探討[J];實驗力學;2002年02期

【共引文獻】

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4 劉新榮;傅晏;鄭穎人;梁寧慧;;水巖相互作用對巖石劣化的影響研究[J];地下空間與工程學報;2012年01期

5 張飛;雷化南;;節(jié)理巖體各向異性彈性模型及應力比矩陣取值研究[J];包頭鋼鐵學院學報;1993年02期

6 安玉科;佴磊;;凍融循環(huán)作用下節(jié)理巖體錨固性能退化機理和模式[J];吉林大學學報(地球科學版);2012年02期

7 邊智華;張利潔;景鋒;余美萬;;軟巖基本質量評價及強度特性試驗方法研究[J];長江科學院院報;2008年05期

8 高謙;吳永博;王思敬;;金川礦區(qū)深部高應力礦床開采關鍵技術研究與發(fā)展[J];工程地質學報;2007年01期

9 張慧梅;楊更社;;凍融荷載耦合作用下巖石損傷力學特性[J];工程力學;2011年05期

10 楊力;呂建兵;;南嶺山區(qū)雨雪冰凍災害對公路路塹邊坡的影響及其分類探討[J];廣東科技;2010年18期

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2 楊更社;奚家米;;煤礦立井凍結設計理論的研究現狀與展望分析[A];西部礦山建設工程理論與實踐[C];2009年

3 潘衛(wèi)東;張輝;羅燁;;超聲波檢測在礦山巖石力學工程分析中的應用[A];第八屆全國采礦學術會議論文集[C];2009年

4 楊更社;張全勝;任建喜;蒲毅彬;;凍融循環(huán)條件下砂巖細觀損傷特性研究[A];第八次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2004年

5 楊更社;奚家米;李慧軍;程磊;;胡家河煤礦立井凍結壁巖石強度特性試驗研究[A];巖石力學與工程的創(chuàng)新和實踐：第十一次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2010年

6 Lei Xue;Siqing Qin;Pei Li;Guoliang Li;Ibrahim Adewuyi Oyediran;Xiaohua Pan;;New quantitative displacement criteria for slope deformation process:From the onset of the accelerating creep to brittle rupture and final failure[A];中國科學院地質與地球物理研究所2014年度（第14屆）學術年會論文匯編——工程地質與水資源研究室[C];2015年

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4 許國安;深部巷道圍巖變形損傷機理及破裂演化規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

5 奚家米;深厚富水軟巖井筒凍結壁力學特性及應用研究[D];西安科技大學;2011年

6 易軍艷;基于界面行為的多孔瀝青混合料凍融損傷特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

7 楊富巍;無機膠凝材料在不可移動文物保護中的應用[D];浙江大學;2011年

8 王建學;開采沉陷塑性損傷結構理論與冒矸空隙注漿充填技術的研究[D];煤炭科學研究總院;2001年

9 余永強;層狀復合巖體爆破損傷斷裂機理及工程應用研究[D];重慶大學;2003年

10 樊克恭;巷道圍巖弱結構損傷破壞效應與非均稱控制機理研究[D];山東科技大學;2003年

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4 王琰;巖體—噴層支護結構一體化凍融試驗及變形破壞規(guī)律的研究[D];中國地質大學;2011年

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10 樓曉明;烏龍泉礦裂隙巖體爆破參數優(yōu)化的研究[D];武漢科技大學;2004年

【二級參考文獻】

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1 黃茂桓,李綱,張家懿,金正妹;振動荷載下冰的變形實驗研究[J];冰川凍土;1995年S1期

2 賴遠明,吳紫汪,朱元林,廖全榮;大坂山隧道圍巖凍融損傷的CT分析[J];冰川凍土;2000年03期

3 仇文革;孫兵;;寒區(qū)破碎巖體隧道凍脹力室內對比試驗研究[J];冰川凍土;2010年03期

4 楊光松;微結構彈性損傷模型[J];固體力學學報;1989年02期

5 楊天鴻,屠曉利,於斌,張永彬,李連崇,唐春安,譚國煥;巖石破裂與滲流耦合過程細觀力學模型[J];固體力學學報;2005年03期

6 張玉軍;;模擬凍-融過程的熱-水-應力耦合模型及數值分析[J];固體力學學報;2009年04期

7 母劍橋;裴向軍;黃勇;閔維康;;凍融巖體力學特性實驗研究[J];工程地質學報;2013年01期

8 葛修潤,任建喜,蒲毅彬,馬巍,朱元林;巖石細觀損傷擴展規(guī)律的CT實時試驗[J];中國科學E輯:技術科學;2000年02期

9 謝和平;大理巖微觀斷裂的分形(fractal)模型研究[J];科學通報;1989年05期

10 白晨光，魏一鳴，，朱建明;巖石材料初始缺陷的分維數與損傷演化的關系[J];礦冶;1996年04期

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4 彭成佳;陳勝宏;;節(jié)理巖體的三維階譜復合單元法初步研究[J];巖土力學;2007年04期

5 劉成;王來貴;任昕;;節(jié)理巖體單孔抽注水滲流研究[J];地質災害與環(huán)境保護;2007年02期

6 何則干;陳勝宏;;加錨節(jié)理巖體的復合單元法研究[J];巖土力學;2007年08期

7 金李;盧文波;周創(chuàng)兵;孫金山;;開挖動態(tài)卸荷對節(jié)理巖體滲透特性的影響研究[J];巖石力學與工程學報;2007年S2期

8 陳新;楊強;;深部節(jié)理巖體塑性損傷耦合微面模型[J];力學學報;2008年05期

9 李麗娟;曹平;趙延林;;基于斷裂理論的節(jié)理巖體等效彈模的研究[J];石家莊鐵道學院學報(自然科學版);2008年03期

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5 殷有泉;張彥山;;節(jié)理巖體穩(wěn)定性分析的特征值方法[A];巖土力學數值方法的工程應用——第二屆全國巖石力學數值計算與模型實驗學術研討會論文集[C];1990年

6 楊長義;黃燦輝;;規(guī)則節(jié)理巖體破壞強度之研究[A];海峽兩岸土力學及基礎工程地工技術學術研討會論文集[C];1994年

7 保長漢;陶振宇;;節(jié)理巖體的等效連續(xù)彈性模型[A];中國巖石力學與工程學會第三次大會論文集[C];1994年

8 剡公瑞;周維垣;楊強;;二灘水電站弱風化節(jié)理巖體灌漿加固后力學性能參數的變化研究[A];水電與礦業(yè)工程中的巖石力學問題——中國北方巖石力學與工程應用學術會議文集[C];1991年

9 范景偉;何江達;;含未閉合斷續(xù)節(jié)理巖體灌漿效果對強度影響的分析[A];巖土力學數值方法的工程應用——第二屆全國巖石力學數值計算與模型實驗學術研討會論文集[C];1990年

10 任懿;楊海天;;基于時域自適應算法的雙向黏彈性節(jié)理巖體的等效分析[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

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4 張茂林;斷續(xù)節(jié)理巖體破裂演化特征與錨固控制機理研究[D];中國礦業(yè)大學;2013年

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6 秦楠;噴錨支護節(jié)理巖體的復合單元法研究[D];武漢大學;2013年

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8 朱福巍;節(jié)理巖體細觀損傷模型的理論研究與數值方法[D];北京交通大學;2011年

9 張貴科;節(jié)理巖體正交各向異性等效力學參數與屈服準則研究及其工程應用[D];河海大學;2006年

10 盧波;自然單元法的發(fā)展及其應用[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2005年

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2 秦娟;節(jié)理巖體的代表單元集合體的力學特性研究及其在工程中的應用[D];中國水利水電科學研究院;2000年

3 趙幸;基于能量原理的節(jié)理巖體裂紋擴展試驗研究[D];成都理工大學;2013年

4 黃妤詩;含填充節(jié)理巖體的單軸壓縮試驗及本構模型研究[D];中國地質大學（北京）;2013年

5 邢闖鋒;凍融節(jié)理巖體損傷斷裂特性及有限元分析研究[D];中國地質大學（北京）;2014年

6 賀續(xù)文;基于離散單元法的節(jié)理巖體邊坡穩(wěn)定性分析[D];湘潭大學;2010年

7 劉社豪;節(jié)理巖體等效本構關系研究及工程應用[D];大連理工大學;2011年

8 肖東坤;斷續(xù)節(jié)理巖體的強度與破壞特征研究[D];大連理工大學;2014年

9 張凱;節(jié)理巖體裂紋擴展及錨固機理研究[D];大連理工大學;2013年

10 董洪昌;節(jié)理巖體的爆破顆粒流離散元模擬研究[D];北京工業(yè)大學;2013年

本文編號：1438390