静载作用下复合岩体细观损伤演化与灾变机制

来源：计算力学学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：文志杰,吉东亮,左宇军,赵洪宝,韩现民,贾康杰,李皓

单位：贵州大学 矿业学院, 贵阳 550025,石家庄铁道大学 省部共建交通工程结构力学行为与系 统安全国家重点实验室, 石家庄 050043,贵州大学 矿业学院, 贵阳 550025,中国矿业大学(北京) 能源与矿业学院, 北京 100083,石家庄铁道大学 省部共建交通工程结构力学行为与系 统安全国家重点实验室, 石家庄 050043,石家庄铁道大学 省部共建交通工程结构力学行为与系 统安全国家重点实验室, 石家庄 050043,石家庄铁道大学 省部共建交通工程结构力学行为与系 统安全国家重点实验室, 石家庄 050043

摘要：为研究静载作用下复合岩体的力学特性,建立了可考虑岩石材料非均质性的弹性损伤本构模型,进行复合岩体的加载过程分析。得到加载过程的裂纹扩展规律和组构张量,再现了复合岩体的渐进损伤演化过程,并给出其内部能量耗散特征。结果表明,通过试验优选出Sr为8.0来构建模型试样;基于非均质性构建了弹性损伤本构模型,将模拟计算结果与试验结果对照,验证了开发本构模型的正确性;利用三维模拟得到复合岩体内部微裂纹演化分为初始萌生、减速增加、加速增加到最终稳定4个阶段;通过组构张量表征得到复合岩体的接触数目和接触力峰值均主要分布在强度较小的煤体侧;复合岩体在加载过程中,损伤区在煤体侧开始萌生并逐渐扩大直至失稳,实现了复合岩体损伤过程的三维表征,应变能在煤体侧开始发展直至破坏,展示了能量集中的三维空间分布,实现了能量演化的三维可视化。

关键词：非均质性,复合岩体,损伤表征,灾变机制,本构开发,

基金资助：河北省教育厅青年基金(50199990574);国铁重大项目(K2020G034);中央引导地方项目(236Z5409G)资助.