基于岩石初始损伤和残余强度的微观损伤本构模型研究

摘要

高应力条件下岩石的损伤演化机制研究尚不充分，尤其是初始损伤和残余强度对损伤过程的影响缺乏系统性探讨。以西南部GS水电站岩石为研究对象，通过单轴和常规三轴实验，结合损伤力学理论，建立了同时考虑初始损伤和残余强度的微观损伤本构模型，创新性地揭示了初始损伤与残余强度对损伤演化过程的联合影响。研究结果表明，围压对岩石的宏观变形破坏特征和微观损伤发展具有显著抑制作用，表现为随围压增大，岩石峰值强度、峰值应变增大，而同一应变下的损伤减小。所建立的模型能较好描述岩石应力-应变全过程，与实验曲线拟合度高，并揭示了岩石损伤演化的三阶段特征：缓慢发展、快速发展和完全损伤阶段。该模型为高应力地区水电工程勘察提供了理论依据。

关键词

损伤力学 / 初始损伤 / 残余强度 / 高应力区 / 本构模型

基金资助

科技基础资源调查专项资助（2022FY100200）