各向異性岩石流變損傷力學特性實驗與本構模型研究

《各向異性岩石流變損傷力學特性實驗與本構模型研究》是依託河海大學，由徐衛亞擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：各向異性岩石流變損傷力學特性實驗與本構模型研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐衛亞
• 依託單位：河海大學

項目摘要

套用岩石全自動三軸流變力學實驗系統，開展各向異性岩石三軸流變力學特性試驗，研究不同圍壓和應力載入路徑下的各向異性岩石三軸流變力學特性，分析各向異性程度、應力路徑對各向異性岩石長期流變的影響規律；研究不同圍壓和應力路徑下的各向異性岩石流變損傷破壞模式隨時間演化規律，揭示各向異性岩石流變-損傷-破壞的時效演化機制；研究各向異性岩石流變長期強度準則，建立反映各向異性的岩石非線性彈塑性損傷特性和流變損傷特性的非線性黏彈塑性流變損傷本構模型。研究成果將有助於深化各向異性岩石流變力學與流變損傷力學理論的發展，有助於岩石工程長期穩定性與安全性的工程實踐套用。

結題摘要

利用岩石全自動流變力學實驗系統，開展各向異性岩石的流變力學特性試驗，研究各向異性岩石的長期力學參數，為岩石工程設計、施工及長期安全運營提供科學的參考依據。以室內岩石三軸流變力學試驗為研究基礎，開展各向異性岩石力學實驗和三軸流變力學實驗，採用試驗研究、理論分析與數值模擬相結合的方法，提出各向異性岩石流變損傷力學特性和本構模型。套用岩石全自動三軸流變力學試驗系統，開展各向異性岩石相似材料模型力學特性試驗，研究了不同圍壓和應力載入路徑下的三軸流變力學特性和破壞機制；提出了節理因子方法和模量比方法來確定現場岩體的力學特性，其能估算工程現場的各向異性岩石的單軸抗壓強度和彈性模量；基於力學試驗和現場實測資料，提出適用於描述柱狀節理岩體各向異性變形破壞的力學本構模型，實現模型計算程式的二次開發和套用；基於白鶴灘水電站柱狀節理玄武岩承壓板變形試驗，採用離散元方法進行了柱狀節理岩體節理變形參數反分析，獲得連續屈服節理本構的卸荷鬆弛狀態和未鬆弛狀態下的節理法向和切向剛度。基於細觀損傷和微裂紋摩擦滑移共軛的損傷驅動力和微裂紋局部應力分析，建立了損傷-塑性耦合的本構模型。研究成果將有助於深化各向異性岩石流變力學與流變損傷力學理論的發展，有助於岩石工程長期穩定性與安全性的工程實踐套用。