巖石（體）宏細觀復(fù)合損傷理論與應(yīng)用研究.pdf

1、本文將反映巖石材料內(nèi)部的損傷缺陷及變化機理的細觀基準量，與反映巖石內(nèi)部損傷累積到一定程度的宏觀表現(xiàn)的宏觀基準量聯(lián)系起來，建立巖石宏細觀復(fù)合損傷模型，研究單軸、三軸壓應(yīng)力作用下?lián)p傷巖石的應(yīng)力應(yīng)變曲線及特征點的相關(guān)性，從宏觀和細觀兩方面研究分析巖石微裂紋變化發(fā)展的規(guī)律及其宏觀特征，并結(jié)合宏、細觀試驗進行對比驗證分析，進而分析巖體問題?；诤昙氂^損傷變量的關(guān)系和特征點的相關(guān)性,研究深埋圓形洞室圍巖損傷問題。
　　本論文進行的主要工作為：

2、
　　1)以細觀損傷力學(xué)中描述宏觀力學(xué)性能的裂紋密度作為連續(xù)損傷理論中損傷狀態(tài)的描述參量,建立了單、雙標量受壓巖石宏細觀損傷復(fù)合模型和應(yīng)力應(yīng)變與裂紋密度的變化關(guān)系。通過假設(shè)單元的狀態(tài)處于破壞、損傷、無損三種狀態(tài)，把宏觀損傷統(tǒng)計理論與細觀損傷理論結(jié)合起來，建立了可以反映巖石應(yīng)力應(yīng)變與裂紋密度關(guān)系的宏細觀復(fù)合損傷模型。
　　2)分析了單軸受壓巖石裂紋密度變化的擴展規(guī)律，探討了裂紋密度f與應(yīng)力、應(yīng)變的變化關(guān)系及按Taylor法、廣

3、義自洽法、Taylor介質(zhì)法確定巖體參數(shù)的差異和影響。分析了巖石特征點間的相關(guān)性，提出了確定巖石殘余強度的方法，結(jié)合試驗結(jié)果和資料，分析比較了巖石殘余強度確定方法的差異。
　　3)推求了三軸受壓條件下分別以單標量和雙標量表示的巖石宏細觀復(fù)合損傷模型，通過實例分析了三軸受壓下巖石應(yīng)力應(yīng)變隨微裂紋密度變化的規(guī)律；推導(dǎo)了由單軸抗壓指標推求三軸受壓下巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線的計算公式。
　　4)針對上述工作進行了巖石的單軸、三軸受壓試驗驗證

4、，并與掃描電鏡和CT試驗的結(jié)果進行了對比計算分析。
　　5)提出了采用損傷模型表達巖體應(yīng)力應(yīng)變曲線參數(shù)的方法。討論了巖體變形模量隨圍壓的變化規(guī)律，提出了表示巖體的變形模量E與圍壓?關(guān)系的指數(shù)表達σ3式，表征了裂隙密度參數(shù)隨圍壓的增加呈指數(shù)關(guān)系減小的特征。
　　6)建立了巖體的裂隙密度參數(shù)與巖體的完整性系數(shù)或體積節(jié)理數(shù)的關(guān)系；分析比較了采用Taylor法、廣義自洽法和Taylor介質(zhì)法進行分析裂隙密度及其相互作用并用于確定巖體