考虑损伤与残余强度的岩石类材料本构模型及其应用研究

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1、分类号密级ｕｄｃ￡＾犬學＿ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ领士学位论文考虑损伤与残余强度的岩石类材料本构模型及其应用研究（题名和副题名）张嘉威（作者姓名）指导教师姓名章杨松教授学位类别工学项士学科名称土木工程研究方向岩土工程论文提交时间２０１５年１月注１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部

2、分外，不包含其他人己经发表或公布过的研宄成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。？年研究生签名：取各？月４日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密。论文，按保密的有关规定和程序处理研究生签名：ＪＡ年务月４日美硕士学位论文考虑损伤与残余强度的岩石

3、类材料本构模型及其应用研宄摘要本文基于连续损伤和统计强度理论，从岩石内部含有大量随机分布微缺陷的特点ａ－出发，将岩石损伤参量的数学模型重新定义为修正的Ｈｒｒｉｓ函数，釆用ＨｏｅｋＢｒｏｗｎ准则作为岩石微元统计分布变量，建立三轴压缩状态下的岩石损伤模型。根据单轴压Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｖｍ缩试验及统计损伤理论，由胡克定律修改单轴压缩条件下准则的表达式，建立了针对单轴压縮状态下的岩石损伤本构模型。通过研究单轴压缩和拉伸条件下岩一石力学特征的规律与相似性，从全新的角度提出种建立岩石单轴拉伸损伤模型的方法。三种受力

4、状态的损伤本构模型都通过引入损伤系数Ｊ，来表征岩石的渐进破坏特一性，也能在定程度上反映这种准脆性材料的性质。量化的ＧＳＩ围岩分级系统通过引入节理条件系数々和岩块体积Ｋ，对ＧＳＩ系ｂＨｏｋ－Ｂｎ准统进行量化取值，其与新版ｅｒｏｗ则相结合，可以估算出节理岩体的峰值强度以及变形模量。联系甘肃北山某区实际，采用残余ＧＳＩ量化评价法，通过折减峰值地质强度指标得到残余地质强度指标ＧＳＩｒ，从而计算出残余强度参数，最后确定了该区的力学参数。通过釆用ＦＯＲＴＲＡＮ语言开发完成的ＵＳＤＦＬＤ用户子程序，提取材料积分点处的最

5、小主应力７－（并定义为场变量，从而实现了材料应力应变关系随围压的变化。针３对室内岩石力学试验，利用ＡＢＡＱＵＳ对模型单元进行有限元计算并验证了该方法的可行性。最后结合由量化ＧＳＩ系统确定的岩体力学参数，对深部巷道围岩的开挖响应进行模拟分析结果对实际工程具有一定的指导意义。，其：ＧＳＩ关键词岩石类材料，损伤，残余强度，本构模型，量化系统，有限元模拟分析Ｉ硕士学位论文考虑损伤与残余强度的岩石类材料本构模型及其应用研宄ＡｂｓｔｒａｃｔＭａｋｉｎｕｓｅｏｆｔｈｅｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｃｓｔｈｅ

6、ｏｒｙａｎｄｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｓｔｒｅｎｔｈｔｈｅｏｒａｎｄｇｇｙ－ｔａｋ－ｔｒｉｎｇＨｏｅｋＢｒｏｖｍｃｒｉｔｅｒｉｏｎａｓｔｈｅｄｉｓｉｂｕｔｉｏｎｖａｒｉａｂｌｅａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄａｍａｅ，ｇｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｒｅｆｌｅｃｔｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｒｏｃｅｓｓｏｆｒｏｃｋｆｒａｃｔｕｒｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｕｎｄｅｒｔｒｉａｘｉａｌｇｐｓｔｒｅｓｓｓｔａｔｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｍｒｏｖｅｄＨａｒｒｉｓｄｉ

7、ｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｈｍｏｄｉｆｉｎｇｔｈｅｅｘｒｅｓｓｉｏｎｐｇｙｐ＇ｏｆ－ｔｔＨｏｅｋＢｒｏｗｎｃｒｉｔｅｒｉｏｎｂｙｈｅＨｏｏｋｅｓｌａｗ，ｔｈｅｕｎｉａｘｉａｌｄａｍａｇｅｃｏｎｓｔｉｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｄａｍａｇｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉ

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