岩石节理法向加载非线性变形本构模型研究

摘要：

鉴于节理法向变形的经典指数模型和双曲线(BB)模型的中应力水平加载阶段变形与部分试验结果存在偏离的不足,采用柔度变形法建立了节理法向加载非线性变形的新本构模型讨论了节理在法向单调加载条件下变形基本规律,提出了完备的节理法向本构方程应满足的3个基本条件.分析指出基于应力变形坐标系的节理法向本构改进模型:统一指数模型和改进双曲线模型在数学上均是不完备的.选择柔度变形(Cn-u)坐标下介于双曲线和经典指数2种传统模型之间的单调递减柔度变形曲线,使其满足法向变形基本条件,建立了节理法向变形本构三参数模型.分析柔度变形曲线存在的两类主要形式,推导了节理法向变形g-δ本构模型和g-λ本构模型的具体数学表达形式,并初步分析了模型参数的取值范围及其相关地质影响因素.引用已有不同岩石节理法向变形试验数据,对2种本构模型验证分析表明:g-λ模型既可以适用于耦合节理法向变形又适用于非耦合节理法向变形,同时提出的节理法向变形g-λ型较BB模型、经典指数模型及对数模型能更好地与试验结果吻合.

关键词：岩石节理、法向变形、本构模型、柔度

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资助基金：国家自然科学基金50879063,50979081;国家重点基础研究发展计划"973"计划2011CB013501

在线出版日期：2013-01-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：402-414