岩石力学损伤和流变本构模型研究
第２３卷第２４期岩石力学与工程学报２３（２４）：４２６５～４２６５２００４年１２月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｃ．，２００４
岩石力学损伤和流变本构模型研究
韦立德
（河海大学岩土工程研究所南京２１００９８）
博士学位论文摘要采用几何损伤理论和能量损伤理论对岩石的力学特性进行了研究和建模探索，并探讨了瞬时损伤对流变
的影响。主要工作内容如下：
ｔ●（１）在假设无损岩石的应变和岩石总应变相等的基础上完善了岩石的统计损伤本构模型推导，实现了损伤演化方程中全
部采用有效应力假设和探讨损伤和塑性变形耦合的问题。
（２）探讨了用损伤统计本构模型模拟应力－应变曲线第一阶段稍向上弯曲特征建模问题，采用混合物理论探讨了非损伤岩石、损伤和液相的耦合问题和模拟应力．应变曲线第一阶段稍向上弯曲特征建模问题。
（３）探讨了采用各向同性介质中的Ｅｓｈｅｌｂｙ等效夹杂理论建立岩石的弹塑性损伤统计本构模型的建模问题。
（４）探讨了采用各向同性介质中的Ｅｓｈｅｌｂｙ等效夹杂理论和连续介质损伤力学方法建立考虑损伤、损伤塑性变形和非损伤岩石塑性变形耦合的岩石损伤本构模型的建模问题。考虑损伤、损伤塑性变形和非损伤岩石塑性变形耦合的岩石损伤本构模型的建模问题还处于探索阶段，本文探讨了用细观力学理论实现损伤、损伤塑性变形和非损伤岩石塑性变形耦合的岩石损伤本构模型的建模问题。
（５）在探导岩石颗粒问粘聚力和颗粒问摩擦力在岩石发生流变过程中的作用基础上，假设粘性失效按流变应变统计概率分布，建立了岩石粘弹塑性本构关系，能够描述岩石蠕变加速阶段特征，并讨论了瞬时损伤对岩石流变的影响和相应的损伤蠕变模型的建模问题。
（６）在采用各向同性介质中的Ｅｓｈｅｌｂｙ等效夹杂理论和连续介质损伤力学（ＣＤＭ）方法建立的岩石损伤本构模型基础上，利用对应性原理建立了岩石材料的损伤粘弹性本构关系。
（７）在用岩石中大小、方位和位置均为随机分布的裂纹定义损伤变量基础上，利用线粘弹性断裂力学原理对考虑裂纹内水压的岩石损伤蠕变问题进行了建模和分析。
关键词岩石力学，损伤，统计，Ｅｓｈｅｌｂｙ等效夹杂理论，损伤力学，流变，本构模型
ＳＴＵＤＹｏＮＲｏＣＫＭＥＣＨＡＮＩＣＳＤＡＭＡＧＥＡＮＤＲＨＥＯＬＯＧＹ
ＣＯＮＳＴＩＴＵＴＩＶＥＭｏＤＥＬＳ
ＷｅｉＬｉｄｅ
（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｌｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８Ｃｈｉｎａ）
２００４年１１月１０日收到来稿。
作者韦立德简介：男，１９７３年生，２００３年于河海大学土木工程学院岩土工程专业获工学博士学位。导师是徐卫亚教授，现为中国科学院武汉岩土力学研究所博士后．主要从事岩石力学与工程方面的研究工作。
万方数据
岩石力学损伤和流变本构模型研究
作者：韦立德
作者单位：河海大学岩土工程研究所,南京,210098
刊名：
岩石力学与工程学报
英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING
年，卷(期)：2004，23(24)
被引用次数：1次
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Qingchun.ZHAO Jian.LIU Yaqun广东岭澳核电站爆破开挖岩体损伤特征研究-岩石力学与工程学报2007,26(12)
为控制爆炸荷载作用下岩体的损伤范围,在岭澳核电站二期工程现场进行了爆前、爆后岩体声波测试,得到岩体的损伤范围.以此为基础,根据爆炸荷载作用下岩体损伤发展规律,基于概率形式定义损伤变量,利用有限元程序LS-DYNA和有限差分程序FLAC3D相结合的方法,对现场基岩爆破产生的岩体损伤范围进行数值模拟,并与现场岩体声波实验结果进行比较,确定爆炸荷载作用下岩体损伤门槛值Dcri=0.2,由此得到了岩体损伤范围随装药量的变化规律.结论认为,在柱状装药情况下,岩体损伤范围随装药量的增大而增大;爆炸荷载作用下的岩体损伤区深度小于损伤区半径,二者比例约为1:3.
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本文以岩石材料的CT图像为研究对象,提出了一种CT图像分析方法.利用数字图像增强技术实现了CT图像的伪彩色增强并根据数字图像灰度直方图技术分析了岩石损伤演化规律,不仅从视觉上可直观地观察到岩石的损伤演变情况而且可准确、定量地分析损伤演变过程.根据数字图像分割技术将CT图像分为岩石区和损伤区(包括孔隙、微裂纹和人眼很难观察到的微损伤),获得CT图像的真实细观结构.结合损伤力学的思想,定义了以像素点个数为基准量的损伤变量,损伤变量与偏应力间的曲线很好地反映了岩石损伤演化过程,证明了所提出的方法是可行有效的.
3.会议论文韦立德.徐卫亚.杨春和考虑塑性变形的岩石损伤本构模型初步研究2005
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4.期刊论文曹文贵.赵衡.张玲.张永杰.CAO Wengui.ZHAO Heng.ZHANG Ling.ZHANG Yongjie考虑损伤阀值影响的
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5.学位论文韦立德岩石力学损伤和流变本构模型研究2003
该文采用几何损伤理论和能量损伤理论对岩石的力学特性进行了研究和建模探索,并探讨了瞬时损伤对流变的影响.主要工作内容如下:(1)在假设无损岩石的应变和岩石总应变相等的基础上完善了岩石的统计损伤本构模型推导,实现了损伤演化方程中全部采用有效应力假设和探讨了损伤和塑性变形耦合问题.(2)探讨了用损伤统计本构模型模拟应力应变曲线第一阶段稍向上弯曲特征建模问题,采用混合物理论探讨了非损伤岩石、损伤和液相的耦合问题和模拟应力应变曲线第一阶段稍向上弯曲特征建模问题.(3)探讨了采用各向同性介质中的Eshelby等效夹杂理论建立岩石的弹塑性损伤统计本构模型的建模问题.(4)探讨了采用各向同性介质中的Eshelby等效夹杂理论和连续介质损伤力学方法建立考虑损伤、损伤塑性变形和非损伤岩石塑性变形耦合的岩石损伤本构模型的建模问题.考虑损伤、损伤塑性变形和非损伤岩石塑性变形耦合的岩石损伤本构模型的建模问题还处于探索阶段,该文探讨了用细观众力学理论实现了损伤、损伤塑性变形和非损伤岩石塑性变形耦合的岩石损伤本构模型的建模问题.(5)在探导岩石颗粒粘聚力和颗粒间摩擦力在岩石发生流变过程中的作用基础上假设粘性失效按流变应变统计概率分布,建立了岩石粘弹塑性本构关系,能够描述岩石蠕变加速阶段特征;讨论了瞬时损伤对岩石流变的影响和相应的损伤蠕变模型建模问题.(6)在采用各向同性介质中的Eshelby等效夹杂理论和连续介质损伤力学(CDM)方法建立的岩石损伤本构模型基础上利用对应性原理建立了岩石材料的损伤粘弹性本构关系.(7)在用岩石中大小、方位和位置均为随机分布的裂纹定义损伤变量基础上,利用线粘弹性断裂力学原理对考虑裂纹内水压的岩石的损伤蠕变问题进行了建模和分析.
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引证文献(1条)
1.龚爱娥.胡其志页岩蠕变特性及模型研究[期刊论文]-河南建材 2007(5)
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