横观各向同性岩石弹塑性本构模型与参数求解方法研究

摘要：

地层中普遍存在层理状岩石,这些岩石细观结构具有显著的方向性,从而引起了其变形与强度具有横观各向同性.采用弹性力学与广义塑性力学基本理论,建立了岩石横观各向同性弹塑性本构模型:弹性部分采用广义胡克定律描述,塑性部分采用基于广义八面体剪应力的屈服准则和势函数、非关联流动法则和应变硬化准则描述.该模型屈服面为外凸的非等截距椭圆截面角锥体,在各向同性条件下可退化为米塞斯屈服准则.提出了模型参数求解方法:弹性参数采用三轴压缩和扭转试验联合求解;塑性参数采用不同层理方向试样的三轴压缩试验求解.以炭质板岩为例,验证了所提出的横观各向同性弹塑性模型和参数求解方法,验证结果表明所提模型较好地反映了岩石的横观各向同性,参数求解方法简单有效.此外,还根据试验数据分析了炭质板岩塑性势方向性和弹塑性参数耦合特征.研究成果将为丰富岩石力学基本理论和解决相关工程问题提供理论基础.

关键词：炭质板岩、横观各向同性、弹塑性模型、模型参数、屈服准则、流动法则、硬化准则、参数耦合

所属期刊栏目：40

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51779045,51579141, 51511140290;高等学校创新引智计划项目B17009

在线出版日期：2018-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1457-1465