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基于热力学框架的碳质页岩弹塑性各向异性损伤模型研究
| 题名： | 基于热力学框架的碳质页岩弹塑性各向异性损伤模型研究 |
| 正文语种： | 中文 |
| 作者： | 张强;郑理峰;宋萌;李梅;贾朝军 |
| 作者单位： | 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室;云南省滇中引水工程有限公司;中南大学土木工程学院 |
| 关键词： | 碳质页岩;力学特性;塑性变形;各向异性损伤模型;热力学框架 |
| 摘要： | 碳质页岩是隧道工程建设中常见的一类脆性岩石，具有典型的非线性各项异性特性，工程建设中面临的关键问题是如何建立合适的本构模型描述该类岩石的复杂力学行为。基于热力学框架建立了碳质页岩的弹塑性各向异性损伤本构模型。该模型中屈服准则采用基于改进的Mohr-Coulomb准则，用于描述应变硬化/软化行为，利用非关联流动法则来控制塑性流动；提出了一种考虑各向异性损伤演化的指数函数形式损伤准则来描述岩石材料力学性能的退化，并基于相互独立的屈服准则和损伤准则函数实现了塑性与各向异性损伤之间的耦合。为了验证模型的有效性，开展了碳质页岩的常规三轴压缩试验研究，通过模型预测结果和试验结果的对比，表明模型可以很好地描述碳质页岩在不同应力水平下的损伤演化规律和非线性力学行为，特别是塑性变形和各向异性损伤耦合行为。提出的模型可嵌入大型有限元/有限差分软件，为隧道围岩稳定安全分析提供理论支撑。 |
| 期刊名称： | 现代隧道技术 |
| 出版年： | 2022 |
| 期： | 05 |
| 页码： | 1-9 |
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