考虑损伤效应的岩体裂隙扩展数值模拟研究

作     者：刘学伟 刘泉声 刘滨 何军 LIU Xuewei;LIU Quansheng;LIU Bin;HE Jun

作者机构：中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室湖北武汉430072 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB046904) 国家自然科学基金资助项目(41602324,51774267)~~ 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2018年第37卷第A2期

页      码：3861-3869页

摘      要：岩体在工程扰动作用下,内部裂隙极易出现扩展并相互贯通,进而造成工程岩体失稳,严重威胁工程建设的安全。首先,提出采用统计损伤本构模型反映微裂隙萌生对裂隙岩体应力状态造成的影响,在此基础上提出考虑损伤效应的数值流形方法,推导平面应变条件下损伤本构的数值流形离散格式,给出刚度矩阵和荷载矩阵的具体表达形式,提出采用修正的Newton-Raphson方法求解非线性方程组,并给出具体的算法流程。最后,通过典型算例,验证了考虑损伤效应数值流形算法的合理性,并以平煤一矿典型巷道为工程实例,分析裂隙扩展过程和破坏形式。结果表明,改进方法由于考虑到微裂隙造成的试样损伤与强度降低,降低了裂隙起裂和试样失稳强度,能够更合理地描述加载过程中岩体裂隙扩展力学行为。研究结果为裂隙岩体工程的科学设计和安全施工提供了科学依据。

主 题 词：岩石力学 深部岩体 裂隙扩展 损伤 煤矿巷道 数值流形方法 

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0708[理学-地球物理学类] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0816[工学-纺织类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13722/J.CNKI.JRME.2018.0633

馆 藏 号：203454071...