北山花岗岩细观损伤力学本构模型研究

发布时间：2017-10-25 02:25

  本文关键词：北山花岗岩细观损伤力学本构模型研究

  更多相关文章： 岩石力学 北山花岗岩 细观力学 损伤 摩擦耦合模型 特征单元体

【摘要】：甘肃北山花岗岩是一种典型的准脆性材料,与裂纹有关的非弹性变形和损伤发展是其材料劣化和结构破坏的基本力学机制。基于均质化方法和热动力学理论,提出模拟北山花岗岩非线性力学行为的损伤 摩擦耦合本构模型。把花岗岩看成是由基质和大量分布的微裂纹构成的非均质材料,并以固体基质和币型微裂纹构成的特征单元体为研究对象。通过均质化方法确定特征单元体的自由能表达式,推导出与非弹性应变和损伤变量相关联的热动力学力,分别采用关联的广义库仑摩擦准则和基于应变能释放率的损伤准则来描述非弹性应变和损伤的演化。通过损伤 摩擦耦合分析进行强度研究,获得岩石强度的解析表达式,并明确损伤抗力函数的基本特征。运用所提出的细观力学损伤模型对北山花岗岩的三轴压缩力学特性进行模拟。数值模拟结果和试验数据具有较好的一致性,可验证模型的准确性,显示多尺度本构模型的突出优点。
【作者单位】： 河海大学岩土工程科学研究所;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室;
【关键词】： 岩石力学 北山花岗岩 细观力学 损伤 摩擦耦合模型 特征单元体
【基金】：国家自然科学基金资助项目(11202063) 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB013504) “111”计划项目(B13024)
【分类号】：TU452
【正文快照】： 1引言高放核废料地质处置等地下工程开挖会引起局部围岩力学性能的劣化和物理化学特性的改变,并伴随着损伤扰动区的产生。花岗岩因其稳定性好、强度高、渗透性低等特点,被认为是一种理想的地下工程地质围岩,在世界范围内得到了充分的重视和广泛的试验、理论和工程应用研究。本

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 井兰如;冯夏庭;;放射性废物地质处置中主要岩石力学问题[J];岩石力学与工程学报;2006年04期

2 刘月妙;王驹;谭国焕;蔡美峰;;高放废物处置北山预选区深部完整岩石基本物理力学性能及时温效应[J];岩石力学与工程学报;2007年10期

3 陈亮;刘建锋;王春萍;王锡勇;苏锐;王驹;邵建富;;北山深部花岗岩弹塑性损伤模型研究[J];岩石力学与工程学报;2013年02期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈式;对高放废物地质处置安全评价研究的讨论[J];辐射防护通讯;2005年01期

2 王刚;周启友;吴世艳;凌成鹏;杨新星;雷明;;基于高密度电阻率成像法的基岩裂隙网络原位识别试验研究[J];地质论评;2012年01期

3 王青海;郑军芳;贾海红;刘伟;;阻滞系数及其测试方法分析[J];辐射防护;2008年04期

4 王驹;;高放废物地质处置:进展与挑战[J];中国工程科学;2008年03期

5 张永浩;王志强;刘艳;沈忠;何艺峰;刘莉;;柯尔碱膨润土作为高放废物处置库回填材料可行性分析[J];甘肃科技;2010年19期

6 陈伟明,王驹;高放废物地质处置性能评价[J];世界核地质科学;2005年01期

7 宗自华;王驹;苏锐;;甘肃北山预选区旧井地段断裂的分形特征——中国高放废物处置的潜在场址[J];世界核地质科学;2006年02期

8 温志坚;;高放废物地质处置中的工程材料[J];世界核地质科学;2009年01期

9 陈伟明;王驹;金远新;赵宏刚;李云峰;钟霞;;高放废物地质处置北山预选区芨芨槽岩块地质特征[J];世界核地质科学;2009年02期

10 陈伟明;王驹;李云峰;金远新;赵宏刚;;花岗岩中高放废物地质处置库系统分析方法研究[J];世界核地质科学;2009年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王驹;;高放废物地质处置:核能可持续发展的一个关键问题[A];2010’第五届绿色财富（中国）论坛会刊[C];2010年

2 陈式;;放射性废物安全的主题分类和部分成果评介[A];放射性废物处理处置学术交流会论文集[C];2007年

3 贾海红;司高华;刘伟;于静;;几种黏土对Pu的吸附性研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集（第一卷·第5册）[C];2009年

4 刘月妙;王驹;;高放废物处置库北山预选区深部岩石物理力学性能研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集[C];2005年

5 庞忠和;王驹;郭永海;张福松;苏锐;季瑞利;秦大军;许冰;;双栓塞分层采样研究北山花岗岩体地下水-初步同位素分析[A];中国岩石力学与工程学会废物地下处置专业委员会成立大会暨首届学术交流大会论文集[C];2006年

6 刘善利;赵坚;盛金昌;;环境工程中多场耦合作用研究综述[A];中国岩石力学与工程学会废物地下处置专业委员会成立大会暨首届学术交流大会论文集[C];2006年

7 周佳;王驹;苏锐;;Np、Pu、Am在花岗岩裂隙水中存在形式的模拟研究[A];中国岩石力学与工程学会废物地下处置专业委员会成立大会暨首届学术交流大会论文集[C];2006年

8 喻名德;;低中放砂土废物处置中的几个问题[A];中国岩石力学与工程学会废物地下处置专业委员会成立大会暨首届学术交流大会论文集[C];2006年

9 刘月妙;王驹;蔡美峰;柯丹;;高放废物处置库近场热-水-力耦合长期稳定性分析[A];第二届废物地下处置学术研讨会论文集[C];2008年

10 王驹;;高放废物地质处置研究现状与展望[A];2009—2010岩石力学与岩石工程学科发展报告[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 韦红钢;核素在高放废物地质处置预选场的迁移行为研究[D];中国地质大学（北京）;2012年

2 褚卫江;低孔隙度岩石细观本构模型及损伤—渗流耦合研究[D];河海大学;2007年

3 李培勇;非饱和土的理论探讨及膨润土加砂混合物的试验研究[D];大连理工大学;2007年

4 苏锐;低渗透裂隙介质渗透特征评价技术及其应用研究[D];核工业北京地质研究院;2008年

5 刘晓丽;水岩耦合过程及其多尺度行为的理论与应用研究[D];清华大学;2009年

6 于洪丹;Boom Clay渗流—应力耦合长期力学特性研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2010年

7 蔡国庆;基于多孔介质理论的土体多场耦合模型及其在非饱和土本构建模中的应用[D];北京交通大学;2012年

8 路威;裂隙岩体水流—传热模型试验与计算理论研究[D];北京交通大学;2012年

9 崔素丽;混合型缓冲回填材料膨胀特性研究[D];兰州大学;2012年

10 张勤;脆性岩石热—力—损伤耦合机理及数值模拟研究[D];武汉大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 唐超;填砂裂隙岩体渗流—传热模型实验与数值模拟研究[D];北京交通大学;2011年

2 邓柏松;适应深孔条件的孕镶金刚石钻头研究[D];中国地质大学;2011年

3 宋志鑫;～（99）Tc在膨润土材料中的吸附和扩散行为研究[D];中国原子能科学研究院;2007年

4 许增光;岩体三维裂隙网络非稳定渗流场与温度场耦合分析[D];西安理工大学;2008年

5 梁健;混合型缓冲回填材料压实性能研究[D];兰州大学;2009年

6 刘吉胜;石英砂掺量对混合型缓冲回填材料抗剪强度的控制机理研究[D];兰州大学;2010年

7 张晓航;α衰变对高放废物玻璃固化体的辐照效应研究[D];兰州大学;2010年

8 朱欢;核素在包气带中迁移的数值模拟研究[D];长安大学;2010年

9 秦桂云;岩石裂隙电学谱纹特征的实验研究[D];东北大学;2008年

10 王勋来;~(239)Pu在高庙子膨润土中的吸附行为研究[D];成都理工大学;2012年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王驹,徐国庆,郑华铃,范显华,王承祖,范智文;中国高放废物地质处置研究进展:1985～2004[J];世界核地质科学;2005年01期

2 ;High-level radioactive waste disposal in China: update 2010[J];Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering;2010年01期

3 高蕴昕,郑泉水,余寿文;各向同性弹性损伤的双标量描述[J];力学学报;1996年05期

4 谢和平;陈至达;;岩石的连续损伤力学模型探讨[J];煤炭学报;1988年01期

5 刘泉声,许锡昌,山口勉,长秋雄;三峡花岗岩与温度及时间相关的力学性质试验研究[J];岩石力学与工程学报;2001年05期

6 李庶林,尹贤刚,王泳嘉,唐海燕;单轴受压岩石破坏全过程声发射特征研究[J];岩石力学与工程学报;2004年15期

7 杨强,陈新,周维垣;岩土材料弹塑性损伤模型及变形局部化分析[J];岩石力学与工程学报;2004年21期

8 杨春和;王贵宾;王驹;殷黎明;冒海军;;甘肃北山预选区岩体力学与渗流特性研究[J];岩石力学与工程学报;2006年04期

9 刘月妙;王驹;谭国焕;蔡美峰;;高放废物处置北山预选区深部完整岩石基本物理力学性能及时温效应[J];岩石力学与工程学报;2007年10期

10 彭瑞东;谢和平;鞠杨;;砂岩拉伸过程中的能量耗散与损伤演化分析[J];岩石力学与工程学报;2007年12期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘克明;金莹;康林萍;谌昀;付青峰;;复合材料的细观力学研究进展[J];江西科学;2010年03期

2 杨卫;细观力学和细观损伤力学[J];力学进展;1992年01期

3 陈少华;在材料研制中的连续介质细观力学有限元建模现状评论[J];力学进展;2002年03期

4 白以龙;汪海英;夏蒙棼;柯孚久;;固体的统计细观力学—连接多个耦合的时空尺度[J];力学进展;2006年02期

5 李伟;宋卫东;宁建国;;考虑粒子分布特征的复合材料细观力学方法[J];固体力学学报;2010年04期

6 嵇醒;复合材料细观力学的现状和展望[J];上海力学;1989年03期

7 张元冲,J.Harding;平面织物复合材料机械性能的数值细观力学分析[J];应用力学学报;1989年04期

8 卿新林，戴福隆，，秦玉文;云纹干涉法在新材料细观力学实验研究中的应用[J];实验力学;1994年03期

9 胡更开;复合材料宏观性能的细观力学研究[J];力学与实践;1996年06期

10 杨庆生,杨卫;强韧化材料的细观力学设计[J];力学进展;1997年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 胡更开;;非均质高阶介质细观力学[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（上）[C];2007年

2 张子明;宋智通;何巨海;赵吉坤;;细观力学经典理论适用性探讨[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年

3 杜善义;吴林志;;复合材料的细观力学研究[A];科技进步与学科发展——“科学技术面向新世纪”学术年会论文集[C];1998年

4 张双寅;;粘弹体中裂纹演化的细观力学分析[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年

5 陈学东;李毅;何建锋;孙国有;薜继良;;斜裂纹断裂参量的细观力学研究[A];第四届全国压力容器学术会议论文集[C];1997年

6 黄争鸣;;复合材料细观力学的强度理论与应用[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

7 张华山;黄争鸣;;细观力学强度理论有效刚度衰减算式研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

8 郝英哲;宋建欣;苏江;杨海波;岳冬梅;张立群;;平纹机织复合材料的细观力学性能研究[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题B：高分子理论、计算与模拟[C];2013年

9 杨庆生;马连华;;含流体夹杂复合材料的细观力学[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集（上册）[C];2008年

10 杨庆生;郑代华;;纤维束复合材料的细观力学[A];材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 魏悦广;纤维增强复合材料压缩破坏的细观力学研究[D];清华大学;1992年

2 雷友锋;纤维增强金属基复合材料宏-细观统一本构模型及应用研究[D];南京航空航天大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王红霞;纤维增强复合材料界面力学性能的细观力学有限元分析[D];太原科技大学;2008年

2 徐元东;形变过程中0Cr18Ni9不锈钢的宏细观力学特性与损伤研究[D];浙江大学;2010年

3 周阵阵;基于细观力学方法的脆性基体短纤维复合材料性能预报[D];安徽工程大学;2010年

4 范寅;基于剪滞模型的复合材料细观力学特性Monte-Carlo模拟[D];上海交通大学;2012年

5 张小琦;纤维增强复合材料变形与损伤的细观力学分析[D];西南大学;2013年

6 李晓杰;循环载荷下双相钛合金细观力学响应的数值模拟[D];华东理工大学;2013年

7 于航;纤维复合材料粘弹性动态特性的细观力学分析[D];南京航空航天大学;2012年

8 崔鼎;基于细观力学的管板式冷凝器结构分析[D];哈尔滨工业大学;2010年

9 熊黎明;热残余应力影响下的SiC颗粒增强Al基材料的宏细观力学行为研究[D];华中科技大学;2004年

10 谢莹莹;掺超细颗粒混凝土细观力学本构模型研究[D];南昌大学;2006年

本文编号：1091664