考虑初始压密阶段的充填节理岩石干湿循环单轴压缩损伤力学模型

摘要

充填节理岩石在干湿循环工况下的压缩过程出现明显的初始压密阶段，而现有岩石损伤模型很少考虑节理充填特性，并且不易准确描述初始压密阶段的非线性变形。鉴于此，本文将充填节理岩石抽象为由空隙和非空隙两部分组成，依据空隙部分的变形协调关系，计算充填节理岩石的压密变形；基于统计损伤理论，以岩石微元强度为界限分析充填节理岩石的受力变形过程，建立了充填节理岩石的压密-弹塑性单轴压缩损伤力学方程。然后，提供了损伤力学模型中各参数的确定方法，并依据干湿循环作用下的充填节理岩石试样压缩试验数据完成了损伤力学模型的验证以及参数分析和损伤度分析。结果表明：干湿循环作用引起的岩样损伤程度随循环作用次数增加而逐渐提高，表现为空隙部分占比不断增加；由压缩作用引起的损伤逐渐滞后，反映出充填节理岩石的环境致劣特征。本文构建的模型能够较好地分析充填节理岩石在干湿循环作用下的压缩力学性能，具有一定的实际工程意义。

关键词

充填节理 / 初始压密变形 / 损伤力学模型 / 干湿循环 / 累积损伤