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岩石损伤理论研究进展龚囱;曲文峰;行鹏飞;赵奎【摘要】介绍了近年来岩石损伤理论若干进展,丰要内容包括:岩石损伤理论的基本思想及其研究方法、岩石损伤的分类、损伤变量的定义与选取、岩石损伤本构模型的建立及其参数对岩石损伤行为的影响、不同荷载下岩石裂纹演化规律的研究、岩石损伤机理的探讨,以及对岩石损伤的一些认识.以上研究表明:首先,采用损伤力学对岩石损伤进行研究是一种行之有效的方法.其次,损伤模型的建立是岩石损伤的核心内容.通过室内试验研究岩石在不同荷载下的损伤演化规律,有助于揭示岩石损伤机理.最后提出下一步研究的重点是考虑多因素岩石耦合损伤.【期刊名称】《铜业工程》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】5页(P7-11)【关键词】岩石;损伤;损伤变量;本构模型;进展【作者】龚囱;曲文峰;行鹏飞;赵奎【作者单位】江西理工大学,江西,赣州,341000;新疆地矿局第一地质大队,新疆,鄯善,838204;新疆地矿局第一地质大队,新疆,鄯善,838204;江西理工大学,江西,赣州,341000【正文语种】中文【中图分类】TD313岩石强度理论发展至今，先后经历了经典强度理论、基于断裂力学的强度理论和损伤强度理论三个阶段。
对岩石强度理论的研究其目的在于了解认识岩石对外界环境的响应。
岩石损伤强度理论对包含大理损伤的非均匀体的RVE单元进行研究，其强度准则可写为D=Dc或|Y|=Yc。
采用损伤力学对岩石进行分析的目的在于:通过引入多层次的缺陷几何结构，追溯从变形、损伤直至断裂的全过程，进而采用宏－细－微观相结合的描述，确立参变量具有明确物理意义的数学模型，给出岩石强度的判定准则［1］。
由于，岩石作为一种天然的材料，其内部存在大量的裂隙与孔洞，因此，采用损伤力学来研究岩石在外界作用下性能恶化已成为一热点课题。
岩石损伤强度理论认为:当岩石处在一个与外界隔绝的系统中时，岩石变形破坏的本质为不可逆能量耗散使岩石加剧损伤，从而导致岩石强度下降直至丧失。
单轴压缩岩石损伤演化细观机理及其本构模型研究一、本文概述本文旨在深入研究单轴压缩下岩石损伤演化的细观机理，并探讨其对应的本构模型。
通过对岩石在单轴压缩过程中的微观破坏行为进行详细分析，揭示岩石损伤演化的内在机制，进而建立能够准确描述岩石力学行为的本构模型。
这一研究对于理解岩石的力学特性、预测岩石工程的稳定性和优化岩石工程设计具有重要意义。
在概述部分，本文将首先介绍单轴压缩试验的基本原理和方法，以及其在岩石力学研究中的应用。
随后，将概述岩石损伤演化的基本概念和研究现状，包括岩石损伤演化的定义、分类、影响因素等。
在此基础上，本文将提出研究目的和意义，明确研究内容和方法，并简要介绍论文的结构和主要研究成果。
通过本文的研究，我们期望能够深入理解岩石在单轴压缩下的损伤演化过程，揭示其细观机理，并建立相应的本构模型。
这将有助于我们更好地预测和控制岩石工程的稳定性和安全性，为岩石工程的设计、施工和维护提供科学依据。
二、单轴压缩岩石损伤演化细观机理在单轴压缩条件下，岩石的损伤演化细观机理是一个复杂而关键的科学问题。
单轴压缩是指岩石在单一轴向压力下发生的变形和破坏过程，它是岩石力学中最基本也是最重要的试验手段之一。
在这个过程中，岩石内部的微裂纹、微孔洞等损伤会不断演化，最终导致岩石的宏观破坏。
岩石在单轴压缩过程中，由于其内部存在的非均匀性和初始损伤，会导致应力分布的不均匀。
在应力集中区域，微裂纹会首先产生并扩展。
这些微裂纹的扩展方向往往与最大主应力方向一致，形成所谓的“翼裂纹”。
随着应力的增加，微裂纹会不断扩展、连接，形成宏观裂纹，导致岩石的整体强度降低。
岩石的损伤演化过程中还伴随着能量的耗散和释放。
在微裂纹产生和扩展的过程中，会消耗一部分外部输入的能量，并以热能的形式释放出来。
同时，岩石内部的损伤还会导致其弹性模量、泊松比等力学参数的降低，进一步影响岩石的应力-应变关系。
岩石的损伤演化还受到多种因素的影响，如岩石的矿物成分、颗粒大小、孔隙率、温度、压力等。
一种岩石非线性流变模型
杨圣奇;倪红梅;于世海
【期刊名称】《河海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(035)004
【摘要】岩石是一种复杂的工程介质,具有明显的非均质性、不连续性及各向异性等特点,其宏观流变表现为非线性流变变形.通过岩石非线性流变变形是时间的Weibull分布函数的假定,提出了一个新的非线性流变元件(NRC模型);通过NRC 模型与西原模型的串联,建立了能够描述加速流变特性的岩石非线性流变模型(NRM);利用盐岩单轴压缩流变试验曲线对建立的岩石非线性流变模型进行辨识,获得了岩石非线性流变参数.岩石非线性流变模型与试验结果的比较,显示了所建非线性流变模型的正确性与合理性.
【总页数】5页(P388-392)
【作者】杨圣奇;倪红梅;于世海
【作者单位】河海大学岩土工程研究所,江苏,南京,210098;平顶山工学院土木工程系,河南,平顶山,467000;解放军理工大学理学院,江苏,南京,211101
【正文语种】中文
【中图分类】TU485
【相关文献】
1.岩石流变的一种非线性黏弹塑性流变模型研究 [J], 张英
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基于Weibull分布的石砌体单轴受压损伤本构模型
张益多;朱明星;周道传
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2024(24)14
【摘要】石砌体的本构模型是石砌体力学计算和有限元数值模拟的重要基础和前提条件。
为了深入研究石砌体单轴受压下的本构关系,基于损伤力学理论,应用双参数Weibull分布函数反映损伤变量,根据石砌体单轴受压应力-应变全过程曲线的特征条件确定其参数,推导并建立了石砌体单轴受压损伤本构模型,将已有试验数据验证本构模型的正确性,并将本构模型与典型的砌体本构模型进行对比分析,最后应用本构模型对已有石砌体拱桥试验进行有限元分析以验证本构模型的适用性。
结果表明:所建模型与已有石砌体单轴受压试验结果吻合良好;所建模型验证了石砌体损伤演化的一般规律,符合典型的砌体本构模型的一般趋势;所建模型可应用于石砌体结构有限元分析计算,适用性良好。
【总页数】7页(P5972-5978)
【作者】张益多;朱明星;周道传
【作者单位】江苏科技大学土木工程与建筑学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU522.3
【相关文献】
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砂岩单轴压缩与劈裂破坏过程的损伤研究王钦亭;王云飞【摘要】在对赵固矿煤层顶板砂岩进行单轴压缩试验的基础上，结合颗粒流程序获得砂岩细观力学参数并采用编制的 fish程序进行了单轴压缩和巴西劈裂试验，研究砂岩在压缩和劈裂破坏过程中的损伤演化机制。
得到如下结论：压缩破坏在主控破裂面上接触力集中传递，在损伤区接触力向临近岩体转移，劈裂破坏中接触力在劈裂方向由圆盘边缘向内扩散，垂直劈裂方向由圆盘中心向边缘逐渐减小；压缩破坏砂岩损伤发展经历弥散分布、聚集成核、形成局部裂隙和宏观裂纹贯通失稳4个阶段；劈裂破坏中损伤分布在劈裂径向一定宽度范围内，微裂纹从受力复杂的圆盘边缘萌生沿着径向不断发展并突然贯通。
【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P54-58)【关键词】砂岩;单轴压缩;巴西劈裂;应力应变;损伤演化【作者】王钦亭;王云飞【作者单位】河南理工大学土木工程学院，河南焦作 454000;河南理工大学土木工程学院，河南焦作 454000【正文语种】中文【中图分类】TU457要科学合理地解决实际岩体工程问题，除了了解岩石的力学变形特性之外，研究岩石在不同应力路径下破坏过程中的损伤微裂纹孕育、发展和贯通过程，明确岩石损伤演化机理是不可缺少的一环。
因此，开展砂岩在单轴压缩和巴西劈裂破坏过程中的损伤演化研究，对岩体工程的稳定性评价和加固处理都具有重要工程意义。
国内外学者对岩石进行了大量的单轴压缩和巴西劈裂试验研究，并取得了一定的有益成果［1－13］。
文献［1］研究了粉砂岩在不同应力路径状态下的基本力学特性，并提出三维体积应变本构方程和破裂准则。
文献［2－3］分别提出对大理岩和砂岩通过单一岩样确定强度参数的方法，对大理岩采用逐级提高围压的方法，而砂岩采用恒定轴向变形降低围压的方法，并研究了疲劳荷载下巴西劈裂的强度和变形特性。
文献［4］进行了干燥及饱水下的单轴压缩和巴西劈裂试验，对巴西劈裂测量抗拉强度的可靠性进行了评价，得到饱水对强度的影响特征。
岩石损伤本构模型研究
岳洋
【期刊名称】《贵州大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(027)004
【摘要】基于应变强度理论和岩石微元强度服从幂函数分布的假定,利用统计损伤力学的理论,建立了岩石破坏过程中的损伤统计本构模型,并引用试验资料对模型进行了验证.验证结果表明:模型理论曲线与试验实测曲线具有较高的吻合度,所建模型能够比较好的反映岩石在三向压力作用下的应力-应变关系和岩石强度变化特征,说明本文所建立的模型是合理的.
【总页数】3页(P117-119)
【作者】岳洋
【作者单位】贵州省公路工程集团总公司,贵州,贵阳,550003
【正文语种】中文
【中图分类】U416.164
【相关文献】
1.岩石的统计损伤本构模型及临界损伤度研究 [J], 康亚明;刘长武;贾延;马利伟;方延强
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3.考虑损伤阈值影响的岩石脆-延性转化统计损伤本构模型研究 [J], 张超;曹文贵;王江营
4.拉应力条件下岩石细观力学本构模型和渗透系数张量研究(I):各向异性损伤本构
模型 [J], 韦立德;杨春和;徐卫亚
5.基于新型损伤定义的岩石损伤统计本构模型探讨 [J], 曹文贵;张升;赵明华
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焦作工学院学报(自然科学版),第21卷,第5期,2002年9月Jour nal of Jiaozuo I nstitute of T echnolog y(Natural Science),Vo l.21,N o.5,Sep.2002岩石强度尺寸效应的研究方法和机理的研究杨圣奇,苏承东,明平美,王光勇(焦作工学院,河南焦作454000)摘要:论述了目前研究岩石强度尺寸效应现象的四种方法,指出了每种方法存在的不足,讨论了岩石强度尺寸效应产生的机理,探讨了岩石强度尺寸效应研究方法今后的发展方向.关键词:岩石强度;尺寸效应;研究方法;机理中图分类号:T D313+.3文献标识码:A文章编号:1007O7332(2002)05O0324O03 1岩石强度尺寸效应的研究方法1.1试验研究岩石是一种非均质材料,其结构内部具有位错、裂隙、孔洞、节理和弱面等缺陷,这使得实验室测得的岩样强度离散性很大;另一方面,随着岩石试件尺寸的不同,岩石强度呈现出很大的差异性,这就是岩石强度的尺寸效应.探寻岩石强度尺寸效应产生的内在机理,通过实验室测定的小尺寸岩石试件的强度来预测岩体强度,是岩石力学的重要研究课题[1~3].自Weibull[1](1939)对岩石材料强度尺寸效应进行了系统研究之后,许多不同领域的研究工作者都对此进行了大量研究.基于试验研究的基础上,对岩石强度与尺寸之间的关系主要结论有:(1)单轴压缩下,岩石强度与尺寸无关[2].这种观点忽视了岩石材料的非均质性.(2)单轴压缩下,岩石强度随着尺寸的增大而减小[3,4].这是普遍认同的一种观点.(3)岩石在无围压作用下,通常表现为张破裂,见图1a;在中等围压作用下,通常表现为剪破裂,见图1b;在高围压作用下,通常表现为塑性变形,见图1c.这就是说,增大围压能使得岩石由脆性逐步向延性转化,因而减小岩石强度的尺寸效应,这已为众多实验结果所证实.1.2分形损伤力学1973年,Mandelbrot B.B.[7]创立了分形几何学,以后的几十年里,分形几何学在岩石力学中得到了广泛应用.而岩石损伤力学则是Doug ill[5,6]在1979年把损伤力学应用于岩石力学研究中,并建立了脆性岩石损伤模型,从而创立的一门岩石力学分支.后来,有人研究发现,分形几何学与岩石损伤力学的结合,能够更好地表征岩石的损伤状态与损伤演化.1999年,杨友卿[7]基于上述思考,从岩石统计损伤力学的角度出发,结合分形几何学中的分维数,来分析岩石强度与尺寸之间的关系,开辟了一条研究的新途径,提出了两个不同尺寸岩石强度与尺寸之间的关系为R cL1 R cL2=(1-D)lgL1L2,(1)式中,R cL1为尺寸为L1的岩石单轴抗压强度;R cL2为尺寸为L2的岩石单轴抗压强度;D为岩石的损伤收稿日期:2002O03O16;修回日期:2002O04O15作者简介:杨圣奇(1978O),男,江苏盐城人,硕士研究生,主要从事岩石力学方面的研究工作.变量.图2所示是D 分别为0.05、0.10、0.15、0.20、0.30、0.50时强度的尺寸效应.这种方法对岩石强度随试件尺寸的增大而减小的规律作了定量描述,但对强度尺寸效应产生的机理仍认识不深.1.3 MSDP u 强度准则M SDP u 强度准则[8]是Aubertin &Simon (1996,1997)将M ises O Schleicher 强度准则与Drucker O Prager 强度准则统一起来,得到的新的强度准则.2000年,Aubertin &Simon 又用MSDP u强度准则对完整岩石强度的尺寸效应进行了分析与研究,并提出了完整岩石强度与尺寸之间的关系式R N =R S -x 1(R S -R L )K N -D S D L -D Sx 2,(2)式中,D N 为岩石的尺度;R N 是岩石尺寸为D N 时的强度;D S 为岩石的最小尺寸;R S 是岩石尺寸为D S 时的强度;D L 为岩石的临界尺寸;R L 为岩石尺寸为D L 时的强度;x 1与x 2为岩石材料的力学参数.Aubertin &Simon 认为x 1、x 2应通过不同尺寸岩样的实验来确定,但作者认为x 1的值应该恒为1,将D N 取为D L ,R N 取为R L ,代入公式(2)就可发现这一点.因此公式(2)应该为R N =R S -(R S -R L )D N -D S D L -D Sc ,(3)式中,c 仍为岩石材料参数,恒\0.在R S ,R L 一定时,对式(3)两边求导,得d R N d D N =-c R S -R L D L -D S D N -D S D L -D Sc-1.显然,d R N d D N[0,在d R N d D N <0(c >0)时,岩石强度随尺寸的增大而减小,但d R N d D N=0(c =0)时,岩石强度恒定不变,此时的岩石强度实质上就是岩体强度.M SDP u 强度准则仅适用于各向同性岩体中的完整岩石,不能推广应用.1.4 RFPA 数值模拟2000年,唐春安等人运用RFPA 软件对五种高宽比相同但尺寸不同的完整岩石的单轴抗压强度试验进行了数值模拟,并利用这一数值模拟研究了强度与尺寸之间的关系[9].图3是根据模拟结果所得岩样尺寸与强度之间的关系曲线.从图3不难看出,岩石强度随尺寸的增大而减小,其相关系数达到了0.996,这一模拟结果与众多研究所得结果一致.然而,它仅是针对特定的模型而言,并不等于岩石真实特性的反映,现场岩体处在复杂的应力应变环境中,数值模拟不可能做到真正模拟现场岩体所处的地应力状态.2 对岩石强度尺寸效应机理的讨论(1)文献[3]通过分析7种岩石单轴抗压强度的试验结果,指出了强度随尺寸增加而呈幂律衰减规律.然而,当试样尺寸达到某一临界值时,尺寸的再增大并不显著减小岩石的强度.如闪长岩,当其尺寸达到70cm 以后,尺寸的再增大,岩石强度趋于稳定,而石灰岩在其尺寸达到25cm 后,强度便不再明显减小.不同岩石的强度从不稳定过渡到稳定的临界尺寸是不同的,现场岩土工程的强度设计中,若采用由试验结果得出的岩石强度,必须考虑其尺寸效应,才能避免工程事故的发生.(2)对于单轴压缩下的岩石强度尺寸效应,人们通常认为尺寸愈大的岩石其内部的裂纹与裂隙愈多,因而其破坏强度就愈小.但如果从断裂与损伤力学角度去分析,岩石内部缺陷的尺度与密度没有325第5期 杨圣奇等:岩石强度尺寸效应的研究方法和机理的研究326焦作工学院学报(自然科学版)2002年第21卷变化,它的破坏强度也不应该有较大的变化.运用统计学的基本原理也许能很好地解释这一现象,由于尺寸较大的岩石内部所包含的缺陷数较多,许多个基本缺陷组成最大缺陷簇的可能性也就越大,而由最大缺陷簇等构成的裂纹尺寸也就越大,因此,尺寸越大的岩石强度也就越小.(3)现有文献对常规三轴压缩下的岩石强度尺寸效应研究较少,对其复杂的机理更是难以得知,这主要是因为围压的增大能使得岩石由脆性向延性转化,而当岩石在延性状态时,尺寸对强度的影响很小.但对多缺陷岩石材料而言,增大围压是否仍能减小尺寸对强度的影响,迄今还没有明确定论,这或许会成为探寻其机理的一个研究方向.但需要特别指出的是,岩石的尺寸效应不仅是轴向应力的函数,而且也是围压的函数.近几年来,岩石强度尺寸效应越来越受到从事岩土工程的专家学者的重视,人们也在不断地探寻新方法以揭示其产生的机理,主要归结为[10~12]:(1)试验研究方法.岩石材料的强度尺寸效应同内在物理机制密切相关,故在试验研究中,要运用CT、电镜扫描(SEM)、声发射(AE)等先进技术,从微观与细观层次上对岩石破坏过程区的成核、扩展及集结等破坏机制进行定量研究,揭示其在不同尺寸下的破坏机制的差异.(2)理论分析方法.引入新理论、新观点,如物理学和非线性科学结合的方法,人工智能与专家系统结合的方法等,研究不同尺寸下岩石的损伤规律,以进一步探明岩石强度尺寸效应的内在机理.(3)数值模拟方法.采用一些新的分析手段,如非局部损伤理论等,实现对岩石内在微缺陷的产生、扩展以及交汇过程的计算机模拟,分析不同尺寸下岩石强度的变化,探寻其尺寸效应的规律.参考文献:[1]W eibull W.T he phenomenon of rupture o f so lids[M].I.V. A.Proc.,153,Stockholm,1939.[2]Dr ey er.W.T he science of Rock mechanics[M].part I.1973.[3]刘宝琛,张家生,杜奇中.岩石抗压强度的尺寸效应[J].岩石力学与工程学报,1998,17(6):611-614.[4]尤明庆,华安增.岩样单轴压缩的尺度效应和矿柱支承性能[J].煤炭学报,1997,22(1):37-41.[5]谢和平.岩石混凝土损伤力学[M].徐州:中国矿业大学出版社,1990.[6]余寿文,冯西桥.损伤力学[M].北京:清华大学出版社,1997.[7]杨友卿.岩石强度的损伤力学分析[J].岩石力学与工程学报,1999,18(1):23-27.[8]Aubertin M.,L i L.,Simon R..A multiax ial stress cr iterion for short O term streng th of isotropic rock media[J].Int.J.Rock M ech.M ini.Sci.,2000:37(8):1169-1193.[9]T ang CA,Liu H,L ee PK K,T sui Y,T ham L G.N umerical studies of the influence of microstructure on rock failurein uniax ial compression O PartÒ:constr aint,slenderness and size effect[J].I nt J.Ro ck M ech.M ini.Sci.,2000: 37(4):571-583.[10]葛修润,任建喜,蒲毅彬.岩石疲劳损伤扩展规律CT细观分析初探[J].岩土工程学报,2001,23(2):191-195.[11]王恩元,何学秋.煤岩变形破裂电磁幅射的实验研究[J].地球物理学报,2000,43(1):131-137.[12]傅宇方,唐春安.岩石声发射K aiser效应的数值模拟试验研究[J].力学与实践,2000,22:42-44.Study on the method and mechanism of size effect of rock strengthYANG Sheng O qi,SU Cheng O dong,M ING Ping O mei,WANG Guang O yong(Jiaoz uo I nstitu te of Technology,Jiaoz uo454000,China)Abstract:Size effect of rock strength is discussed and four different methods for studying this kind of phenomenon is sum marized,the disadvantages of each kind of method is pointed out,and its mechanism is also discussed.The development direction of the method for study ing size effect of rock strength is described.Key words:rock strength;size effect;study method;mechanism(本文责任编校李文清)。
改进的岩石Burgers流变模型及其试验验证徐鹏;杨圣奇;陈国飞【摘要】为了准确描述不同轴压下岩石流变过程中的瞬时应变变化规律,提出一种用于描述岩石流变试验中瞬时塑性应变变化规律的裂隙塑性元件,将该元件与传统Burgers模型相结合组成改进的Burgers模型,给出了模型加卸载流变方程,对该模型的蠕变特性进行了分析.对莒山矿粉砂岩进行瞬时三轴压缩试验,得到试样在不同围压下全应力-应变曲线,给出了围压与峰值强度的线性关系,对粉砂岩试样进行多级增量循环加卸载流变试验,对试验数据进行辨识和分析,结果表明:瞬时塑性应变在模型参数辨识过程中不能忽略.使用改进的Burgers模型对不同应力水平条件下粉砂岩加卸载流变试验结果进行了拟合,效果较为理想,同时与传统Burgers模型对试验数据的拟合效果进行比较,验证了改进模型的正确性和合理性.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2014(039)010【总页数】8页(P1993-2000)【关键词】改进的Burgers流变模型;瞬时塑性应变;裂隙塑性元件【作者】徐鹏;杨圣奇;陈国飞【作者单位】中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221008;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221008;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】TD313岩石的流变特性是指岩石在外界荷载、温度、辐射等条件下呈现的与时间有关的变形、流动和破坏等性质,即时间效应。
其主要表现在弹性后效、蠕变、松弛、应变率效应、时效强度和流变损伤断裂等方面,流变变形是岩石的基本力学特性,岩石流变是岩土工程围岩变形失稳的重要原因之一[1-3]。
近年来,人们在岩石的蠕变试验研究及其本构模型建立方面,取得了不少成果。
夏才初等[4-5]通过分析不同应力水平下加卸载流变试验过程中的弹性、塑性和黏性等流变性态,提出了统一流变力学模型[4],该模型及其导出的15个退化模型可以包含所有的理论流变模型及其等效模型,根据流变过程中各性态试验参数的提取,给出了模型参数的确定方法[5]。
基于Weibull分布的岩石本构模型研究作者：顾芹周旻旸来源：《科技探索》2013年第08期摘要：随着损伤力学近几年高速发展，损伤力学渗透到了工程的各个领域。
利用岩石微元强度服从Weibull随机分布的特点，建立了岩石损伤本构模型，引入应力应变全过程曲线特征参量，解决了传统方法求解本构方程中参数的难点，更好的反应了岩石应力应变的关系。
关键词：损伤模型 Weibull分布岩石微元强度1、引言岩石是一种复杂的自然地质体，因为各种环境和外界荷载的长期作用，使其内部产生了各种各样的缺陷。
而损伤力学主要就是从缺陷致使结构劣化这基本出发点来研究这些缺陷的产生、扩展及汇合的过程，对力学性质的影响的规律。
采用损伤力学对岩石进行分析的目的主要在于：通过引入多层次缺陷的几何结构，追溯其从变形、损伤直到断裂的全过程，进而采用了宏—细—微观相结合的描述，确立了参变量具有明确物理意义的数学模型，并给出了岩石强度的判定准则。
2、损伤模型的建立30年代开始，瑞典工程师威布尔提出了一个模型：结构是由n个小元件串联而成，于是将结构形象地看成一条由n个环构成的链条，它的强度主要是由最薄弱环的强度决定的。
单个链的强度为一个随机变量，假设每个环的强度是相互独立的，并且分布相同，则求链强度的概率分布问题就变成了求极小值分布的问题，由此给出了威布尔分布函数。
4、结论1）在岩石变形的弹性阶段，基于weibull分布模型的理论曲线均与试验曲线有着较高的吻合度；2）从塑性变形阶段开始，此模型的理论曲线与试验曲线之间的差别开始加大。
参考文献：[1]杨圣奇，徐卫亚，韦立德，等.单轴压缩下岩石损伤统计本构模型与试验研究[J].河海大学学报（自然科学版），2004，32（2）：200～203.[2]唐春安.岩石破裂过程中的灾变[M].北京：煤炭工业出版社。
1993.[3]曹文贵，张升.基于Mohr-Coulomb准则的岩石损伤统计分析方法研究[J].湖南大学学报（自然科学版），2005，32（1）：43～47.[4]曹文贵，方祖烈，唐学军.岩石损伤软化统计本构模型之研究[J].岩石力学与工程学报，1998，17（6）：628～633.[5]刘成学，杨林德，曹文贵.岩石统计损伤软化本构模型及其参数反演[J].地下空间与工程学报，2007。
第 54 卷第 10 期2023 年 10 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.10Oct. 2023双裂隙复合岩层单轴压缩力学性质及损伤机理离散元模拟李恒1，杨圣奇1, 2，孙博文2，杨景2，董志锦2，温森3(1. 中国矿业大学 力学与土木工程学院，江苏 徐州，221116；2. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州，221116；3. 河南大学 土木建筑学院，河南 开封，475004)摘要：针对存在内部裂隙的软硬互层复合岩层力学特性展开研究，采用PFC 2D 建立层状复合岩层离散元模型，通过对完整复合岩层试验细观参数进行校准并验证其宏观特性，研究分析平行双裂隙复合岩层的岩桥倾角与层理倾角对力学特性与破坏模式的影响，得出双裂隙复合岩层的5类最终破坏模式，揭示裂纹演化规律及位移场变化。
研究结果表明：双裂隙复合岩层峰值强度随岩桥倾角增加呈现先减小后增加的趋势，而随层理倾角θ增大表现为“U ”型变化规律；与完整试样相比，双裂隙复合岩层峰值强度降低4.4%~42.0%；双裂隙复合岩层破坏模式主要分为5种类型，分别为轴向张拉破坏(Ⅰ型)、穿层理剪切破坏(Ⅱ型)、穿层理拉伸破坏(Ⅲ型)、沿层理面滑移破坏(Ⅳ型)、沿岩层拉伸破坏(Ⅴ型)；试样的破坏模式在θ=0°~45°时随岩桥倾角增加从Ⅰ型转变为Ⅱ型最后转变为Ⅲ型破坏模式，在θ=60°~75°和θ=90°时分别表现为Ⅳ型和Ⅴ型破坏模式；在θ=0°~45°时，翼裂纹垂直于主裂隙起裂，随岩桥倾角增大，翼裂纹沿岩桥倾角偏转并扩展成宏观破裂面，导致试样最终被破坏；在θ=60°~75°时，裂纹在层理面扩展形成宏观滑移面，导致试样破坏；在θ=90°时裂纹沿层理面发生岩桥贯通，翼裂纹在岩层内扩展形成宏观破裂面并导致试样破坏。
非均质岩石单轴压缩下损伤演化规律数值模拟研究
李红丽
【期刊名称】《有色矿冶》
【年(卷),期】2024(40)1
【摘要】岩石在单轴压缩直至破坏的过程较快,无法通过肉眼观察裂纹扩展形态,为定量分析花岗岩在单轴压缩下损伤演化规律,利用数值模拟软件模拟非均质花岗岩单轴加载过程,通过模拟模型在不同时步下破坏单元数量,基于有效承载面积的损伤变量理论,计算岩石的损伤变量,进而对非均质花岗岩损伤规律研究。
研究结果表明:(1)花岗岩在数值模拟单轴压缩下,会产生共轭破坏(“X”型破裂),其裂纹最初产生的裂纹是由右上到左下的斜向裂纹,其次产生由左上到右下的斜向裂纹,最终形成“X”型共轭破裂;(2)在压缩与弹性阶段数值模拟损伤变量增加较少,在裂纹发展阶段数值模拟损伤变量开始以平均增幅为0.003 5缓慢增加,在峰后破坏阶段数值模拟损伤变量以平均增幅为0.035激增,与岩石时间与应力的曲线变化有很好的一致性。
研究结果可对后续非均质岩石表面与内部裂纹发展相关性提供新的研究途径,进而为岩石破坏预警监测提供新的研究途径。
【总页数】6页(P43-48)
【作者】李红丽
【作者单位】辽宁石油化工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU456
【相关文献】
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