基于微裂纹演化的岩石蠕变损伤与破裂过程的数值模拟

发布时间：2017-09-29 06:37

  本文关键词：基于微裂纹演化的岩石蠕变损伤与破裂过程的数值模拟

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【摘要】：传统的岩石唯像蠕变模型忽略了岩石内在细观结构的时效损伤演化机制,无法从深层次上揭示复杂工程条件下岩石蠕变特性和时效破裂机理。基于连续介质力学理论,提出了一种表征真实岩石介质的宏-细观双尺度概念模型;依据细观尺度下微裂纹瞬时扩展和亚临界扩展的物理机制,运用损伤力学与断裂力学理论,建立了基于微裂纹演化的岩石细观蠕变损伤本构方程及破裂准则;采用Matlab软件编程将该细观模型嵌入到Comsol宏观有限元模型中,实现了一种能够模拟岩石蠕变损伤与破裂演化全过程的数值方法。在此基础上,利用建立的数值方法对双轴压缩条件下岩石蠕变过程进行了数值模拟,模拟结果很好地表征了岩石典型的3阶段蠕变特征,并以一种物理真实、可视化的方式深入地揭示了岩石从细观时效损伤演化至宏观破裂的全过程。
【作者单位】： 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;
【关键词】： 微裂纹扩展 蠕变 损伤演化 破裂 宏-细观模型
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2014CB046905) 国家自然科学基金资助项目(51274191,51404245)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 岩石蠕变是指在恒定应力持续作用下发生的变形与破裂不断增长的现象,它与岩石工程的长期稳定性密切相关[1]。大量的工程实践表明,围岩的破坏与失稳过程往往具有明显的时间效应,如围岩垮塌、滞后突水、时滞型岩爆等[2-3]。岩石的蠕变特性是导致这些工程围岩时滞性破坏现象的一

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本文编号：940573