考虑非贯通节理损伤演化岩体复合本构模型 优先出版.pdf

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1、第网络出版时间：４９卷第６期2017-05-0814:47:06哈尔滨工业大学学报Ｖｏｌ?４９Ｎｏ?６网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1235.T.20170508.1447.032.html２０１７年６月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＪｕｎ．２０１７ＤＯＩ：１０．１１９１８／ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１６１００５２考虑非贯通节理损伤演化岩体复合本构模型１，２１，２１，２３１，２李列列，肖明砾，卓莉，袁泉，何江达（１．四川大学水利水电学院，成都６１００６５

2、；２．水力学与山区河流开发保护国家重点实验室（四川大学），成都６１００６５；３．四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院，成都６１００６５）摘要：非贯通节理岩体的力学特征与完整岩石相比有较大差异．为推导非贯通节理岩体在单轴压缩下的复合损伤本构模型，采用修正自洽方法考虑不同损伤变量之间的耦合．从附加应变能增量和损伤应变能释放量相关联的思路出发，采用等效直线裂纹作为节理裂隙损伤演化轨迹，分别计算细观损伤、初始节理和节理裂隙损伤演化引起的附加应变能；基于Ｂｅｔｔｉ能量互易定理，引入自洽方法考虑节理裂隙之间的相互作用，并采用逐条添加节理的方法对传统自洽方法进行修正，得出

3、岩体不同受力阶段细观、初始节理和节理裂隙损伤演化的复合损伤本构模型；将本构模型的理论计算结果与现有文献的室内试验结果进行对比分析，结果显示：本构模型的理论计算结果与室内试验结果规律一致，随着节理个数增加，初始弹性模量和荷载峰值均呈下降趋势，下降幅度较为一致；节理裂隙的损伤演化对岩体的力学特性有重要的影响，考虑节理裂隙损伤演化的理论应力应变曲线和荷载峰值与室内试验结果更为吻合，有效验证了复合损伤本构模型的正确性与合理性．关键词：非贯通闭合节理；损伤；演化；复合；本构模型；单轴压缩中图分类号：ＴＵ４５文献标志码：Ａ文章编号：０３６７－６２３４（２０１７）０６－００

4、９６－０６Ｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｄａｍａｇｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｎｏｎ⁃ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔｆｒａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｍａｓｓ１，２１，２１，２３１，２ＬＩＬｉｅｌｉｅ，ＸＩＡＯＭｉｎｇｌｉ，ＺＨＵＯＬｉ，ＹＵＡＮＱｕａｎ，ＨＥＪｉａｎｇｄａ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ＆Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃｓａｎｄＭｏｕｎｔａｉｎＲｉｖｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（

5、ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｉｃｈｕａｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＴｒａｎｓｐｏｒｔＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＨｉｇｈｗａｙＰｌａｎｎｉｎｇ，Ｓｕｒｖｅｙ，ＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｉｎｔａｃｔｒｏｃｋ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｎｏｎ⁃ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔｃｌｏｓｅｄｊｏｉｎｔｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｈａｖｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌａｒｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ．Ａｒｅｖｉｓｅ

6、ｄｓｅｌｆ⁃ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄａｍａｇｅｓ，ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｗａｓｄｅｄｕｃｅｄｆｏｒｎｏｎ⁃ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔｃｌｏｓｅｄｊｏｉｎｔｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｕｎｄｅｒｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎａｄｄｉｔｉｏｎａｌｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｎｄｄａｍａｇｅｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙｒｅｌｅａｓｅ，ｔｈｅｅｑｕｉｖａｌ

7、ｅｎｔｌｉｎｅａｒｃｒａｃｋａｓｊｏｉｎｔｅｄｃｒａｃｋｄａｍａｇｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓｗａｓａｄｏｐｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎａｌｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙｆｏｒｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｄａｍａｇｅ，ｉｎｉｔｉａｌｊｏｉｎｔｓａｎｄｊｏｉｎｔｅｄｃｒａｃｋｄａｍａｇｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．ＩｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｔｏｔｈｅＢｅｔｔｉｅｎｅｒｇｙｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙｔｈｅｏｒｅｍ，ａｓｅｌｆ⁃ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏａｃｃｏｕｎｔ

8、ｆｏｒｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｍ