基于组合模型法的贯通节理岩体动态损伤本构模型

刘红岩 1，2，3，吕淑然 4 ，张力民 5，6 

(1. 中国地质大学（北京）工程技术学院，北京 100083；2. 西藏大学工学院，西藏 拉萨 850000；3. 中国地质大学（北京）国土资源部深部地质钻探技术重点实验室，北京 100083；4. 首都经济贸易大学安全与环境工程学院，北京 100026；5. 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083；6. 河北承德钢铁公司，河北 承德 067000）

摘 要：针对贯通节理岩体动态变形特点并结合已有岩石动态本构模型的相关研究成果，将贯通节理岩体变形过程中 的动态应力视为贯通节理岩体静态应力分量与相应动态应力分量的叠加。其中贯通节理岩体静态应力分量采用考虑岩 石细观损伤的非线性元件、节理面闭合及剪切变形元件等 3 个基本元件的串联来模拟，动态应力分量采用黏性元件来 模拟，从而建立了贯通节理岩体动态单轴压缩损伤本构模型。其次，根据贯通节理岩体在单轴压缩荷载下往往会沿节 理面发生剪切破坏的特点，在前述已建立的损伤本构模型中引人节理剪切破坏准则对该模型进行修正，从而更好地考 虑了节理剪切强度对该模型的影响，最终建立了考虑节理剪切强度的贯通节理岩体单轴压缩损伤本构模型。最后利用 该模型对贯通节理岩体在压缩荷载作用下的力学特性进行了分析计算，重点讨论了节理倾角对岩体单轴动态压缩峰值 强度的影响规律。研究结果表明随着节理倾角的变化，节理岩体将发生岩块张拉或剪切破坏、沿节理面的剪切破坏及 上述两种破坏模式的复合破坏，相应地节理岩体的单轴压缩动态峰值强度也随之有较大变化。 

关键词：贯通节理岩体；动态损伤本构模型；节理剪切强度；组合模型法；黏性元件

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