基于Hoek-Brown准则的岩体弹塑性损伤模型及其应力回映算法研究

摘要：

为了克服一般弹塑性损伤模型不能反映岩体结构、岩块强度、应力状态的影响以及非线性破坏特征等问题,该文基于广义的Hoek-Brown(HB)屈服准则,考虑损伤引起的刚度退化和塑性导致的流动两种破坏机制的耦合作用,同时引入修正有效应力原理来考虑孔隙水压力的作用,建立了岩体弹塑性损伤本构模型,给出了损伤变量定义及演化方程.针对该模型在数值求解过程中存在的奇异点问题,从主应力空间推导了弹塑性损伤模型的完全隐式返回映射求解算法,包括弹性预测、塑性修正和损伤修正三个步骤.通过ABAQUS软件的用户子程序接口Umat,实现了弹塑性损伤模型的数值求解过程.采用单轴、三轴压缩试验和隧道算例对模型算法进行验证和分析,结果表明,所建立的HB损伤本构模型能够很好地描述岩体材料的力学特性,在实际岩体工程的损伤模拟中效果令人满意,计算结果对工程有指导意义.

关键词：Hoek-Brown准则、弹塑性损伤模型、孔隙水压力、返回映射算法、主应力空间、岩体工程

所属期刊栏目：37

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目;中央高校基本科研业务费专项资金项目;吉林省交通运输项目

在线出版日期：2020-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：195-206