层状岩体损伤演化与应变关系的研究

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1、第25卷第2期岩石力学与工程学报Vol.25No.22005年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2005层状岩体损伤演化与应变关系的研究刘立，朱文喜，路军富，梁伟，李月(西华大学建筑与土木工程学院，四川成都610039)摘要：运用电子显微镜研究了岩石的微观结构，提出岩石微结构损伤模型；对层状岩体进行损伤演化与破坏过程的研究，建立本构方程与损伤演化方程；引入损伤变量及损伤扩展系数，建立符合岩体整个损伤演化过程的方程，描述岩石受载过程中初期近似呈线性，随后加速的过程。将岩体损伤与破坏过程分为3个阶段，分析层

2、状岩体的损伤演化与破坏特征及其稳定性，解释岩石损伤演化的规律。研究结果表明：层状岩体的损伤萌生与扩展直到破坏，除与加载大小、速率等有关外，还与各亚层损伤演化规律、载荷与层面夹角、各亚层的内部微结构特性等有关。因此，现场整体岩层受其影响是显著的。关键词：岩石力学；微结构；损伤演化；本构方程中图分类号：TU452，TD313文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)02–0350–05RESEARCHONRELATIONBETWEENDAMAGEEVOLUTIONANDSTRAINOFSTRATIFIEDROCKLIULi，ZHUWen-xi，LUJun-fu

3、，LIANGWei，LIYue(SchoolofArchitectureandCivilEngineering，XihuaUniversity，Chengdu，Sichuan610039，China)Abstract：Themicrostructureofrockisresearchedbymeansofscanningelectronmicroscope(SEM)，andadamagemodelofrockmicrostructureisproposed.Thedamageevolvementandbreakageprocessofstratifiedrockare

4、studied；andtheconstitutiveequationsanddamageequationsareestablished.Thedamagevariableanddamageenlargingvariableareusedtosetuptheequationsforthewholeevolvementofdamageandtodescribetheinitialapproximatelinearityandlateracceleratingprocessinrockmass.Thedamageevolvementandbreakageprocessofr

5、ockmassaredividedintothreephases.Thedamageevolvement，breakagecharacteristicsandstabilityofstratifiedrockareanalyzed；andtheregularityofdamageevolutionofrockisexplained.Theresearchshowsthattheappearanceandbreakageofstratifiedrockarerelatednotonlytoloadanditsrate，butalsototheregularityofda

6、mageevolutionofeachrockbedding，theangleofloadwithstratifiedrock，andthemicrostructurecharacteristicsofrock.Therefore，theinfluenceonthein-situstratifiedrockisremarkable.Keywords：rockmechanics；microstructure；damageevolution；constitutiveequations大的差别。其中有层理、节理、片理等构造缺陷。1引言在微观结构上也会形成微孔隙、微裂纹或多相

7、夹杂物等。构成岩石的矿物晶体也会呈多种形态。层状层状岩体在结构构造上非常复杂，其形成过程岩体由多形态微空隙、多矿物种类、多相、多构造、经历了漫长的地质时代，遭受了各种地壳运动、地多碎块状及呈层状等构成，其内部受力与变形更为质变迁和自然作用，使各种岩石在结构构造上有较复杂，这必将影响岩石在各种岩土工程中的力学行收稿日期：2005–08–22；修回日期：2005–09–20基金项目：四川省教育厅重点科研项目(0426108)作者简介：刘立(1958–)，男，工学博士，1982年毕业于重庆大学采矿工程专业，现任教授，主要从事岩土工程、地下工程、测试技术等方