一種巖石損傷流變模型及數(shù)值分析

Therockdamagerheologicalmodelandnumericalanalysisisaresearchhotspotinthefieldofrockmechanicsandgeologicalengineering.Thisarticletakestherockdamagerheologicalmodelastheresearchobject,andconductscorrespondingnumericalsimulationsonrocksindifferentdamagestages,soastoexplorethedamageprocessandrheologicalcharacteristicsofrocks.Basedonthis,weproposeanewrockdamagerheologicalnumericalmodel,whichhasstrongadaptabilityandsimulationaccuracy,andhasgreatsignificanceforthemechanicaldamageofrocksandstabilityassessmentofrocks.Keywords:rock,damagerheology,model,numericalanalysis,stabilityassessment巖石是地球重要的構(gòu)成部分之一。隨著工程和地質(zhì)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，研究巖石的損傷和穩(wěn)定性已經(jīng)變得十分重要。巖石的損傷可以導(dǎo)致巖石強(qiáng)度公式。而損傷阻尼模型則是在彈塑性模型基礎(chǔ)上引入損傷力學(xué)理論，得到了一個(gè)類似于粘彈性體的模型。本構(gòu)損傷模型則是將損傷作為固體其中FEM方法適用于實(shí)際巖石材料的力學(xué)特性分析，并且其模擬結(jié)果具有較高的精度和可信度。MD方法則是一種經(jīng)典的粒子模擬方法，可以用EM方法為例，對(duì)一個(gè)真實(shí)的巖石樣本進(jìn)行了數(shù)值仿真。圖1的推移，該巖石樣本的應(yīng)變值和應(yīng)力值都呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)。這種趨勢(shì)表明了巖石樣本損傷程度的加重。同時(shí)，我們還對(duì)該巖石樣本的斷2即為其斷裂過(guò)程的模擬結(jié)果?？梢钥闯?，在外力的不斷作用下，該巖石樣本最終發(fā)生了破裂，其破壞形態(tài)和實(shí)際巖石的破壞形態(tài)非常相似。12李冰巖石工程力學(xué)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社ZhangF,WangS.Stressanddamageeffectonrockrheology[J].RockMechanicsandRockEngineering,2011,44(4):431-Al-HarthiAA,BasmaAMR.Tensilestrengthanddamageevolutionofhigh-strengthrockundertriaxialcompression[C].IEEEInternationalConferenceonSystems,Man,andCybernetics,1999:14-ShaoJ,DingliangX,YangW,etal.Laboratorytestingandconstitutivemodelstudyofro