基于能量耗散的岩石损伤特性及其模型研究

作     者：张尧 王斌 李建华 ZHANG Yao;WANG Bin;LI Jianhua

作者机构：贵州警察学院贵阳550005 煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518061 

出 版 物：《煤炭技术》 (Coal Technology)

年 卷 期：2025年第44卷第1期

页      面：27-31页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：贵州省教育厅自然科学研究资助项目(黔教技292号) 2022年度贵州警察学院校级科研项目[KY(自)2022XJYB010] 贵州省高校风险防控研究中心项目(23GZGXRWJD2531) 

主　　题：煤岩 能量特征 变形破坏 损伤特性 本构模型 

摘      要：为有效预防岩体高能级工程地质灾害的发生,基于能量耗散理论,提出考虑预设围压效应的耗散能函数表达式,推导由威布尔分布函数、能量耗散函数构成的考虑预设围压效应的损伤变量应力-应变数学表达式,构建基于修正后能量耗散函数的煤岩损伤本构模型。结果表明:不同试验围压下煤岩能量变化随轴向应变的增加其演化模式相似,煤岩的能量转化在不同的损伤变形破坏阶段呈阶段性变化;不同围压条件下煤岩损伤变量的变化趋势随轴向应变的增大总体上呈指数增长,均经历了从缓慢增长到快速增长阶段;所构建的基于修正后能量耗散函数的损伤本构模型与试验值具有较高的匹配度,能够较为准确地表征煤岩损伤变形特性;煤岩变形破坏过程中的能量储存及耗散与其损伤状态密切相关,表征煤岩损伤劣化程度的损伤变量与能量耗散之间总体上呈幂函数增长趋势。