基于应变局部化的岩样单轴压缩本构模型研究

作     者：范海军 肖盛燮 彭凯 FAN Haijun;XIAO Shengxie;PENG Kai

作者机构：重庆交通大学防灾减灾工程研究所重庆400074 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2006年第25卷第Z1期

页      面：2634-2641页

核心收录：

学科分类：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：国家科技攻关计划"西部开发科技行动"重大项目(2004BA901A02) 

主　　题：岩石力学 应变局部化 准静态增量平衡方程 应力跌落 

摘      要：应变局部化是加载过程岩样内部变形自组织的结果。基于岩样变形局部化的客观存在性,提出以变形局部化带的力学行为描述加载过程,并用参数方程表示岩样单轴压缩本构关系的方法。根据能量守恒原理,建立变形局部化过程的准静态增量平衡方程,推导峰值前后应力–应变曲线的参数方程、变形局部化与峰值应力及应变关系、II类岩石变形行为存在条件以及岩石失稳破坏判据。根据系统失稳临界条件,导出系统应力跌落量的表达式。研究结果表明,若应变局部化带的本构关系软化段曲线存在拐点,则系统发生应力跌落现象,否则发生脆性破坏。基于模型理论,证明II类岩石的破坏是不稳定的或是自持续的,以及常应变率下伺服式加载系统不能得到II类岩石软化段曲线的试验事实。通过对模型中力学参数的对比研究表明,岩石变形破坏不但在软化段具有尺寸效应和II类变形行为,而且硬化段也存在尺寸效应,表现出峰值对应的应变随着试件的增长而变小的规律。