基于细观力学的盐岩蠕变损伤本构模型研究

《基于细观力学的盐岩蠕变损伤本构模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第24卷第23期岩石力学与工程学报Vol.24No.232005年12月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringDec.，2005基于细观力学的盐岩蠕变损伤本构模型研究112韦立德，杨春和，徐卫亚(1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学重点实验室，湖北武汉430071；2.河海大学岩土工程研究所，江苏南京210098)摘要：在对盐岩在蠕变试验中所表现的损伤特征认识基础上，利用对应性原理建立了基于细观力学的盐岩蠕变损伤本构模型。该模型能够体现考虑损伤和不考虑

2、损伤的蠕变力学过程的巨大差别，应变率随着有效蠕变应力的增大而增大的特征，及在一定畸应力作用下随着静水压力的增大蠕变应变率变小的特征。关键词：岩石力学；盐岩；细观力学；蠕变；损伤；本构模型中图分类号：TU452文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)23–4253–06STUDYONCREEPDAMAGECONSTITUTIVEMODELOFSALTROCKBASEDONMESOMECHANICS112WEILi-de，YANGChun-he，XUWei-ya(1.KeyLaboratory

3、ofRockandSoilMechanics，InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan430071，China；2.InstituteofGeotechnicalEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abstract：Thedamagebehaviorsinducedbycreepofsaltrockareanalyzedwithcreepexperiments.

4、Anonlinearcreepconstitutivemodelisgiventorepresenttheprocessofsaltrockcreepusingcorrespondenceprinciplebasedonmesomechanics.Themodelcanreflectthecharactersofthedifferencebetweenthemodelconsideringdamageandthatwithoutconsideringdamage，thestrainrateincreas

5、ingwiththeincreaseofeffectivestress；andthestrainratedecreasingwiththehydrostaticpressure.Keywords：rockmechanics；saltrock；mesomechanics；creep；damage；constitutivemodel率也逐渐减少，反映此阶段盐岩损伤增量减小而且1引言损伤不明显；当蠕变进入稳态阶段后，盐岩声发射一直保持在一个较低的水平，且近乎常数，反映此笔者曾根据大量单轴及三轴蠕变试验结果，分

6、阶段盐岩蠕变没有明显的损伤；在加速蠕变阶段，[1，2]析了盐岩蠕变损伤的特征。典型的盐岩蠕变曲声发射呈明显增大的趋势，反映盐岩蠕变损伤的线，在经历一段(一般很小)初始蠕变后，一般具有开始。较长的稳态蠕变；随着时间进一步增加，蠕变曲线粘弹性时变力学问题的求解不同于弹性时变力进入加速蠕变阶段。蠕变率也经历了一个从逐渐减学问题在于，其本构关系随时间而变化，为时间的少至保持相对稳定，到逐渐增加直至破坏的过程。函数。这样，对于粘弹性时变力学问题来讲，其时在蠕变初期声发射逐渐减少，所对应的盐岩蠕变速变过程将包括几何

7、形状、边界的时变，变化边界的收稿日期：2004–06–04；修回日期：2004–11–02基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412704)；国家自然科学基金资助项目(50434050，50334060)作者简介：韦立德(1973–)，男，2003年于河海大学岩土工程专业获博士学位，现为中国科学院武汉岩土力学研究所在站博士后，主要从事岩土力学方面的研究工作。E-mail：weilide@tom.com。•4254•岩石力学与工程学报2005年边界条件的时变，本构关系的时变3个方

8、面，而且2MlkkDkKδ(3)v2ij[(k−1)(1−D)α+1]这3个方面的作用不是孤立的，它们是相互耦联的。v0粘弹性解需通过拉氏变换和代入粘弹性本构方程予2.3损伤演化方程以求解得到。对应性原理的存在使得对粘弹性问题假设在压力作用下盐岩微元的破坏是随机的。的求解大大简化，可以利用相同问题的弹性解来求某一未破坏盐岩微元的破坏概率和应力–应变状态得粘弹性解，特别是对于某些复杂问题，从而避开有关，为发生破坏的微元占未破坏微元总体的比例，