基于统一强度理论的岩石动态损伤模型研究

发布时间：2024-04-07 05:03

　　岩石动态损伤模型在解决岩石爆破和冲击等岩石动力学问题中占有重要地位,对研究岩石动力学问题具有举足轻重的作用。目前,尽管岩石动态损伤模型有很多,但是这些模型仍有一定的不足和缺陷,亟待对其完善和改进,或者有待进一步建立一个新的岩石动态损伤模型。本文首先针对目前常用的岩石动态损伤模型的不足和缺陷,基于弹塑性力学和损伤力学,以统一强度理论作为屈服准则,建立一个新的岩石动态损伤模型;然后为了便于岩石动态损伤模型的应用,采用Fortran语言对所建立的岩石动态损伤模型进行编程使其数值实现;最后基于岩石动态损伤模型对岩石动态的直切槽半圆盘弯曲(NSCB)试验和不同地应力条件下的岩石爆破进行数值模拟,进而对这两个典型的岩石动力学问题展开研究。本文的研究内容和结论主要包括:(1)岩石动态损伤模型的建立。基于统一强度理论,推导出了岩石动态损伤模型的本构关系式,从而建立了一个岩石动态损伤模型。该模型综合考虑了岩石的Lode角效应、应变率效应、岩石的围压效应、岩石拉伸和压缩条件下的硬化行为、岩石拉伸和压剪条件下的损伤演化规律,修改了 HJC模型中关于对体积应变不合理的表示,并给出了统一强度理论屈服面奇异性的解...

【文章页数】：138 页

【部分图文】：

图２－１统一强度理论在偏平面上的极限面??

ｏ）?ｋ?，｛０?＆?［ａｒｃｔａｎ?】———，—］）??［?３（１?＋?ａ）?６??１－ｓｉｎｐ??＝?（２－７）??ｅ＝ｌｒｒｃｓｍ［＾ｒ］?（２－８）??式中：ａ为岩石材料的拉压强度比；ｐ为岩石材料的内摩擦角；６为统一强度??理论中引进的破坏准则选择参数，它是反映中间主剪应....

图２－２岩石单轴应力应变曲线示意图??

?北京科技大学博士学位论文???Ｋ＾ｈｏ｛?（２－９）??式中：＜ｘｔ为岩石的准静态单轴抗拉强度；为塑性硬化函数，可以表示为??１００］??ｈ?＝?／＾＋０Ｌ－ｌＶ￣＾?（２－１０）??６丨＋ｙｐ??式中：知分别为塑性硬化初始屈服临界值和最大屈服临界值；匕为描述??硬化速率的参数....

图２－３?与应变率的关系示意图??

?基于统一强度理论的岩石动态损伤模型研究???２．３应变率效应??在实际岩土工程中，岩石的开裂和破坏与荷载的加载速率有紧密关系。??岩石的动力学特性与岩石的准静力学特性有着明显的不同。目前大量研宄［１（）１］??表明岩石的力学行为受应变率的影响比较显著，其中尤为显著的是岩石的强?....

图２－６?Ｐ与＃之间的关系??

?基于统一强度理论的岩石动态损伤模型研宄???图２－６所示；产为岩石材料的最大特征化等效拉应力，ｅｆｉｎｉｎ为材料??断裂时的最小塑性应变，用来控制拉伸应力波导致的材料脆性开裂。??Ｐ个??’ｌｏｃｋ????°?Ｍａｕｓｈ?／＾ｌｏｃｋ?＾ｐｌｏｃｋ?（２??图２－６?Ｐ与＃之间....

本文编号：3947718