三轴压缩下含瓦斯煤岩弹塑性损伤耦合本构模型

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1、第x期作者，等.中文文题xxxx三轴压缩下含瓦斯煤岩弹塑性损伤耦合本构模型王登科1，尹光志1,2，王俯标1，秦虎1(1.重庆大学资源及环境科学学院,重庆;2.重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室,重庆)摘要：通过引入与塑性屈服准则相关联的各向异性损伤因子和损伤准则来描述含瓦斯煤岩的塑性变形及损伤演化过程。在多孔介质有效应力原理中引入瓦斯吸附的膨胀应力，得出了适用于含瓦斯煤岩的有效应力计算公式。利用不可逆热力学原理，对含瓦斯煤岩的损伤演化规律及塑性变形与损伤之间的耦合效应进行了有效描述。根据实验结果，采用非关联塑性流动法则，建立了能反映各种应力条件下

2、力学行为的含瓦斯煤岩弹塑性损伤耦合本构模型，并给出了本构模型的参数确定方法。通过理论结果与实验结果的比较，可以发现所提出的弹塑性损伤耦合本构模型能真实有效地描述含瓦斯煤岩在不同应力条件下的力学特性。关键词：三轴压缩；各向异性损伤；弹塑性本构模型；多孔介质；含瓦斯煤岩分类号文献标识码A作者简介：王登科(1980–)男，湖南祁阳人，重庆大学博士研究生，主要矿业工程与岩石力学研究。Email：wangdengke99@yahoo.com.cnAnelastoplaticdamagecoupledmodelforgas-saturatedcoalundertriaxialc

3、ompressionWANGDeng-ke1YINGuang-zhi1,2,WANGFu-biao1,QINHu1(1.CollegeofResourceandEnvironmentalSciences,ChongqingUniversity,ChongqingChina;2.KeyLaboratoryfortheExploitationofSouthwestResourcesandtheEnvironmentalDisasterControlEngineering,MinistryofEducation,ChongqingUniversity,Chongqing,

4、China)Abstract:Anisotropicdamagewithaplasticityyieldcriterionandadamagecriterionareintroducedtobeabletoadequatelydescribetheplasticanddamagebehaviorofgas-saturatedcoal.Theswellstressofgasadsorptionisintroducedintotheeffectivestressprincipleofporousmedia,andtheeffectivestressformulation

5、forgas-saturatedcoalisderived.Damageevolutionlawandthecouplingbetweenplasticdeformationanddamagearerepresentedbyusingtheframeworkofirreversiblethermodynamics.Onthebasisoftheexperimentalresults,ageneralcoupledelastoplasticdamageconstitutivemodelisdevelopedforthemechanicalresponsesofgas-

6、saturatedcoalundervariousloadingconditionsbyadoptinganon-associatedplasticflowrule.Themethodfordeterminingtheparametersoftheconstitutivemodelisdiscussed.Comparisonsbetweensimulationvaluesandexperimentaldataareperformedforvariousstressstates.Itshowsthattheproposedmodelisabletoeffectivel

7、ydepictthemainfeaturesofmechanicalbehaviorobservedingas-saturatedcoal.Keywords:triaxialcompression;anisotropicdamage;elastoplasticconstitutivemodel;porousmedia;gas-saturatedcoal5第期王登科等.三轴压缩下含瓦斯煤岩弹塑性损伤本构模型0引言───────基金项目：国家自然科学基金项目();国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2005CB）；国家自然科学基金重点项目（）；重庆市科技攻关