考虑岩石微缺陷影响的损伤本构模型

来源：黄金科学技术杂志2023年第3期北京时间：

作者：刘志祥,晏孟洋,张双侠,熊帅,王凯

单位：中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083

摘要：为准确描述岩石应力—应变曲线非线性过程，提出了考虑岩石微缺陷影响的损伤本构模型。首先对含微缺陷岩石进行分析，把含微缺陷岩石抽象成不含微缺陷的岩石骨架部分和微缺陷部分。岩石微缺陷包括初始空隙和岩石受载新增的微裂纹，微缺陷只能产生应变，不能承受应力。初始空隙产生的应变反映压密阶段的非线性特征，新增的微裂纹产生的应变反映岩石峰后阶段应变软化，用修正系数b来表示新增微缺陷的影响，假设岩石骨架部分的损伤符合Weibull概率分布，最后推导出基于微裂纹的损伤本构模型，并给出参数Vm 、n、F0、m和b的确定方法，对模型参数进行讨论。用砂岩和苏长岩试验数据进行验证，结果显示试验数据与理论结果相吻合。

关键词：含微缺陷岩石,本构模型,微缺陷,压密阶段,应变软化,修正系数

基金资助：国家重点研发计划项目“深部厚大矿体大参数高效连续开采技术”(2022YFC290410),国家自然科学基金项目“海底金属矿开采充填体约束矿柱群力学模型构建与混沌破坏机制”(51974359)