基于能量耗散特征的脆性岩土材料三轴压缩损伤模型

摘要：

从材料变形破坏过程中能量耗散特征入手,视脆性岩土材料为仅有损伤耗能的脆弹性部分和仅有塑性流动耗能的理想弹塑性部分共同组成,建立了适用于三轴压缩等复杂应力状态的损伤本构模型.对于脆弹性部分,认为体积变形和剪切变形均会引起材料内部结构单元的断裂破坏而产生损伤,但二者损伤耗能机理不同,对材料的力学性能及强度影响也不同,因而从能量耗散的角度出发,分别定义了体积损伤变量和剪切损伤变量,并通过变形过程中的能量守恒原理建立了相应的增量型损伤演化方程,进一步揭示了脆性岩土材料在复杂应力状态下的损伤机理;对于理想弹塑性部分,采用Mohr-Coulomb强度准则反映材料屈服强度.以三峡地下电站典型花岗岩为例,采用提出的损伤模型进行了数值计算.结果表明:该模型能够较好预测材料在三轴压缩过程中峰值强度、峰值应变及残余强度随围压的变化规律,反映材料随围压增大逐渐由脆性向塑性转变的特征,具有广泛的工程应用价值.

关键词：岩土材料、能量耗散、三轴压缩、损伤、本构模型

所属期刊栏目：36

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51509257

在线出版日期：2019-08-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：80-86