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考虑损伤阀值影响的岩石损伤统计软化本构模型及其参数确定方法

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岩石力学与工程学报 2008年第6期27卷 1148-1154页

作者：曹文贵赵衡张玲张永杰湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

在基于Lemaitre应变等价性理论的岩石损伤模型基础上,首先探讨岩石应变软化变形过程中损伤变量或损伤因子的变化规律,并结合岩石应变软化变形全过程特征及其损伤机制的研究,探讨建立岩石损伤演化模型时考虑损伤阀值影响的必要性;其次,... 详细信息

在基于Lemaitre应变等价性理论的岩石损伤模型基础上,首先探讨岩石应变软化变形过程中损伤变量或损伤因子的变化规律,并结合岩石应变软化变形全过程特征及其损伤机制的研究,探讨建立岩石损伤演化模型时考虑损伤阀值影响的必要性;其次,在对现有岩石微元强度度量方法研究的基础上,提出可考虑损伤阀值影响的新型岩石微元强度度量方法,并引进统计损伤理论,建立可考虑损伤阀值影响的岩石统计损伤演化模型,该模型不仅能反映损伤阀值的影响,而且能反映岩石损伤程度受应力状态影响和岩石损伤在不同应力状态下损伤起始点不同的特性;再次,在此基础上,建立能充分模拟岩石应变软化变形全过程的损伤统计本构模型,并提出其参数确定方法,该模型不仅能充分反映岩石在低应力水平或变形较小时的线弹性变形特性,而且模型参数物理意义明确,适用于复杂应力状态情况;最后,通过工程实例分析,验证了该模型的合理性。

关键词：岩石力学损伤阀值应变软化本构模型微元强度统计损伤理论

考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型研究

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岩土力学 2009年第7期30卷 1987-1992,1999页

作者：薛云亮李庶林林峰徐宏斌厦门大学建筑与土木工程学院厦门361005

从室内试验得到的不同体积率下的钢纤维混凝土全应力-应变曲线的特性,探讨了损伤变量的变化规律及建立钢纤维混凝土损伤本构模型时考虑损伤阀值影响的必要性。基于连续损伤力学理论和统计强度理论,在传统的两参数Weibull分布函数基础上... 详细信息

从室内试验得到的不同体积率下的钢纤维混凝土全应力-应变曲线的特性,探讨了损伤变量的变化规律及建立钢纤维混凝土损伤本构模型时考虑损伤阀值影响的必要性。基于连续损伤力学理论和统计强度理论,在传统的两参数Weibull分布函数基础上引入损伤阀值参数(位置参数),建立可考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型,该模型可以反映钢纤维混凝土在低应力水平或变形较小时的线弹性变形特性;根据经验确定损伤阀值参数后,通过混凝土应力-应变全曲线的几何条件求解Weibull分布函数另外两个参数的表达式。最后,基于MATLAB的分析计算结果,并通过与钢纤维混凝土单轴压缩试验实测结果对比,证明模型可以很好的反映单轴受压状态下钢纤维混凝土的应力-应变关系,探讨了损伤阀值取值的大小。

关键词：钢纤维混凝土损伤阀值微元强度本构模型

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橡胶集料自密实混凝土的统计损伤本构关系

四川大学学报（工程科学版） 2014年第4期46卷 53-60页

作者：傅强谢友均龙广成钱智铭中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院浙江杭州310014

为研究橡胶集料对橡胶集料自密实混凝土(RSCC)力学性能的影响,并建立相应的本构预测模型,对RSCC进行了压缩应力-应变试验。试验结果表明:随着橡胶掺量的增加,RSCC的抗压强度降低,变形能力增强,韧性增大。根据RSCC的微元强度服从随机分... 详细信息

为研究橡胶集料对橡胶集料自密实混凝土(RSCC)力学性能的影响,并建立相应的本构预测模型,对RSCC进行了压缩应力-应变试验。试验结果表明:随着橡胶掺量的增加,RSCC的抗压强度降低,变形能力增强,韧性增大。根据RSCC的微元强度服从随机分布的特点,以米塞斯强度准则定义RSCC的微元强度,以对数正态分布表征RSCC的微元强度的分布模型,并考虑模型参数与橡胶掺量的关系,建立了以橡胶掺量为变化因素的RSCC的统计损伤本构关系,拟合效果十分理想,拟合曲线与试验曲线的相关系数随橡胶掺量的增加而增大,最大值为0.989 1。该模型形式简单,参数少且计算简便,能够有效体现RSCC在不同橡胶掺量下的韧脆性转化特征。最后研究了RSCC的损伤演化过程。随着应变的增加,RSCC的损伤演化曲线呈S形,单调递增,终值趋近于1,橡胶掺量的增加延缓了RSCC初始损伤的发展;损伤的发展速率随应变的增加先增大后减小,在峰值应变附近达到最大值,橡胶掺量的变化对损伤发展速率的最大值没有影响。

关键词：橡胶集料自密实混凝土掺量微元强度统计损伤本构关系参数

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岩石压缩能量演化规律及非线性演化模型研究

煤炭科学技术 2021年第8期49卷 73-80页

作者：张佳辽宁铁道职业技术学院铁道工程学院辽宁锦州121000

为了研究岩石在不同围压作用下的压缩能量演化规律,采用MTS815.02试验机对阜新恒大煤矿砂岩进行不同围压下三轴压缩试验,通过能量法计算出不同条件下的弹性能变化曲线,分析不同围压作用下岩石压缩能量演化规律,以及在同一围压作用下弹... 详细信息

为了研究岩石在不同围压作用下的压缩能量演化规律,采用MTS815.02试验机对阜新恒大煤矿砂岩进行不同围压下三轴压缩试验,通过能量法计算出不同条件下的弹性能变化曲线,分析不同围压作用下岩石压缩能量演化规律,以及在同一围压作用下弹性模量对弹性能变化规律的影响。基于广义虎克定律和能量守恒定律,并考虑弹性能与能量释放率的关系,引入微元强度的概念,建立一种新型的能量非线性演化模型。结果表明:随着围压增大,岩石的弹性能和总能量在峰值处的数值基本呈线性增大趋势,且常规三轴压缩时的能量远大于单轴压缩时的能量,说明围压可以有效提升岩石的储能能力;在峰前阶段,模型曲线与试验数据拟合程度较高,在峰后阶段,模型曲线也可以较好地描述弹性能与轴向应变之间的关系,模型曲线与试验曲线具有良好的拟合度。这表明该模型更加接近围岩实际的变形破坏演化规律,建立的模型可以较好地反映岩石弹性能-应变变化关系,且建立的模型中的参数都可以通过试验进行确定,引入的分布参数也具有明确的物理意义。模型曲线与峰后试验曲线虽然有较大的偏离,但该模型不仅能描述峰前阶段曲线变化规律,也对峰后曲线变化规律有所描述,弥补了原有能量模型不能描述峰后曲线变化规律的缺点。

关键词：能量演化非线性演化模型弹性能微元强度

基于Weibull分布的岩石损伤软化模型及其修正方法研究

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岩石力学与工程学报 2004年第19期23卷 3226-3231页

作者：曹文贵赵明华刘成学湖南大学岩土工程研究所长沙410082

利用岩石微元强度服从Weibull随机分布的特点,引进能合理描述岩石微元强度的参量,基于岩石三轴应力-应变试验曲线,建立了反映岩石破裂全过程的损伤软化本构模型。在此基础上,探讨了基于Weibull分布的岩石损伤软化模型参数与围压的关系,... 详细信息

利用岩石微元强度服从Weibull随机分布的特点,引进能合理描述岩石微元强度的参量,基于岩石三轴应力-应变试验曲线,建立了反映岩石破裂全过程的损伤软化本构模型。在此基础上,探讨了基于Weibull分布的岩石损伤软化模型参数与围压的关系,并结合模型参数对该模型的影响规律以及岩石破裂过程全应力-应变试验曲线的特点,对其参数进行了合理修正,从而建立了更加符合实际的岩石损伤软化本构模型,并与试验结果及前人研究结果进行了对比分析。分析结果显示了该模型的合理性,表明该模型具有广泛的工程应用前景。

关键词：岩石力学 Weibull分布岩石软化岩石损伤微元强度应力-应变曲线

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深海沉积物剪切变形过程模拟的统计损伤方法

岩土工程学报 2011年第6期33卷 940-944页

作者：曹文贵王江营翟友成赵衡湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

深海沉积物剪切变形过程模拟方法是深海资源采运设备设计的重要依据。从探讨深海沉积物土工力学特性及其剪切变形过程的特点出发,首先,从深海沉积物土体单元微观受力分析入手,建立出深海沉积物剪切变形损伤模型;其次,引进统计损伤理论,... 详细信息

深海沉积物剪切变形过程模拟方法是深海资源采运设备设计的重要依据。从探讨深海沉积物土工力学特性及其剪切变形过程的特点出发,首先,从深海沉积物土体单元微观受力分析入手,建立出深海沉积物剪切变形损伤模型;其次,引进统计损伤理论,在深入研究深海沉积物微元强度度量方法的基础上,假定微元屈服或破坏服从Weibull随机分布,建立出深海沉积物剪切变形过程的统计损伤演化模型;然后,利用建立的深海沉积物损伤模型和统计损伤演化模型,建立了模拟深海沉积物剪切变形过程的剪切变形损伤统计本构模型。该模型可较好地反映深海沉积物剪切应变软化特征,同时可反映其剪切变形过程中剪切面法向正应力的影响;最后,通过试验曲线和模型曲线以及现有同类模型曲线的对比分析,验证了该模型的合理性与可行性。

关键词：深海沉积物统计损伤微元强度剪切变形本构模型

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岩石统计损伤本构模型与试验

河海大学学报（自然科学版） 2017年第5期45卷 464-470页

作者：王苏生徐卫亚王伟王如宾向志鹏河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098

基于Mohr-Coulomb破坏准则以及岩石微元强度服从Weibull函数随机分布假设,通过有效应力原理引入孔隙水压力,构建了新的统计损伤本构模型,该模型可以考虑孔隙体积变化和损伤阀值的影响。此外,提出了一种新的岩石微元强度计算方法。为使... 详细信息

基于Mohr-Coulomb破坏准则以及岩石微元强度服从Weibull函数随机分布假设,通过有效应力原理引入孔隙水压力,构建了新的统计损伤本构模型,该模型可以考虑孔隙体积变化和损伤阀值的影响。此外,提出了一种新的岩石微元强度计算方法。为使模型参数具有明确的物理意义,采用应力~应变曲线峰值点强度确定模型参数m和F0。采用砂岩常规三轴压缩试验对本构模型的合理性进行验证,并在此基础上,分析岩石损伤演化、孔隙率变化规律,探讨围压对模型参数的影响。结果表明,该模型能够较好地反映岩石三轴应力~应变关系。

关键词：岩石力学 Mohr-Coulomb准则 Weibull分布微元强度统计损伤模型

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基于双剪统一强度理论的煤岩损伤本构模型

长沙理工大学学报（自然科学版） 2022年第2期19卷 98-106页

作者：罗吉安何俊董春亮李文成安徽理工大学力学与光电物理学院安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

【目的】通过建立一种分级加卸载本构模型,研究煤岩在高应力作用下的复杂应力-应变关系。【方法】假设煤岩的微元强度服从Weibull概率密度分布,结合双剪统一强度理论,创建煤岩损伤本构模型;利用煤岩试验结果对本构模型进行验证,对试验... 详细信息

【目的】通过建立一种分级加卸载本构模型,研究煤岩在高应力作用下的复杂应力-应变关系。【方法】假设煤岩的微元强度服从Weibull概率密度分布,结合双剪统一强度理论,创建煤岩损伤本构模型;利用煤岩试验结果对本构模型进行验证,对试验得到的应力-应变曲线进行拟合,得到参数的演化规律,并对这些参数进行敏感性分析。【结果】随着煤岩加卸载次数的增多,煤岩内部塑性变形逐渐累积,滞回环的面积不断增大;随着加卸载等级的提高,煤岩逐渐硬化,煤岩内部的损伤逐渐增多,煤岩脆性相应增强,煤岩微元强度有所减小,煤岩微元强度分布的集中程度有很大提高。【结论】本研究所建立的基于双剪统一强度理论的煤岩损伤本构模型能够较准确地表达煤岩在分级加卸载条件下的应力-应变关系,具有一定的理论和现实意义。

关键词：双剪统一强度理论分级加卸载损伤本构模型微元强度应力-应变关系

考虑Weibull分布的饱和风积土统计损伤硬化模型研究

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防灾减灾工程学报 2015年第6期35卷 726-732页

作者：张向东李庆文辽宁工程技术大学土木与交通学院辽宁阜新123000

为能更好地揭示复杂应力状态下饱和风积土变形过程的损伤本构关系,引入服从Weibull随机分布的饱和风积土微元强度统计损伤理论,基于饱和风积土常规三轴全应力—应变试验曲线,构建能够模拟特定围压环境下饱和风积土变形全过程的统计损伤... 详细信息

为能更好地揭示复杂应力状态下饱和风积土变形过程的损伤本构关系,引入服从Weibull随机分布的饱和风积土微元强度统计损伤理论,基于饱和风积土常规三轴全应力—应变试验曲线,构建能够模拟特定围压环境下饱和风积土变形全过程的统计损伤硬化本构模型。通过拟合分析基于Weibull分布的饱和风积土统计损伤本构模型参数m、F0与围压σ3之间的关系,对其参数进行科学修正,从而构建出能够更客观地描述在复杂应力环境中的饱和风积土统计损伤硬化模型。理论与试验对比研究结果表明该模型具有一定的可靠性,不仅能客观地描述饱和风积土变形的全过程,更能真实地描述孔隙水压力对饱和风积土工程特性的影响。

关键词：饱和风积土三轴压缩试验统计损伤模型微元强度 Weibull分布