高温损伤后岩石动态损伤本构模型

doi:10.11988/ckyyb.20210543

长江科学院院报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (7): 102-109.DOI: 10.11988/ckyyb.20210543

高温损伤后岩石动态损伤本构模型

朱要亮^1,2, 俞缙², 付晓强^2,3, 任崇鸿², 姚玮², 刘雪莹²

1.福建江夏学院工程学院,福州 350018;
2.华侨大学福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心,福建厦门 361021;
3.三明学院建筑工程学院,福建三明 365004

收稿日期:2021-06-03 修回日期:2021-08-22 出版日期:2022-07-01 发布日期:2022-07-25
通讯作者: 俞缙(1978-),男,江苏苏州人,教授,博士,主要从事岩石力学方面的研究与教学。E-mail: bugyu0717@163.com
作者简介:朱要亮(1985-),男,安徽宿州人,副教授,博士研究生,主要从事岩石动力学方面的研究。E-mail: ziaini@126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(42077254, 51874144)

A Novel Dynamic Constitutive Model after Temperature Damage for Rock

ZHU Yao-liang^1,2, YU Jin², FU Xiao-qiang^2,3, REN Chong-hong², YAO Wei², LIU Xue-ying²

1. College of Engineering,Fujian Jiangxia University,Fuzhou 350018,China;
2. Fujian Research Center for Tunneling and Urban Underground Space Engineering,Huaqiao University,Xiamen 361021,China;
3. College of Civil Engineering,Sanming University,Sanming 365004,China

Received:2021-06-03 Revised:2021-08-22 Online:2022-07-01 Published:2022-07-25

摘要/Abstract

摘要： 为了研究高温损伤后岩石动态本构模型,通过组合建模的方法,引入裂隙体,并与损伤体串联,经理论推导,最终建立了高温后岩石全过程动态本构模型。随后开展了25~600 ℃温度处理后的花岗岩动力冲击试验。研究结果表明:随着温度升高,花岗岩动态峰值应力减小,弹性模量则先增大后减小;核磁共振测试结果能够定量描述高温引起岩石内部孔隙以及孔径分布,T2谱面积随温度升高呈现指数增长规律;试验结果验证了高温损伤后岩石动态损伤本构模型的适应性,理论计算结果与试验数据相关性达0.98以上;裂隙体参数a和b控制了应力应变曲线压密段的曲线形状,且曲线对参数a更为敏感。

关键词: 裂隙体, 高温岩石, 损伤体, T2谱面积, 动态本构模型

Abstract: To study the dynamic constitutive model of rock in consideration of high-temperature damage,a novel modeling method is proposed.This model contains a fractured body and a damaged body connected in series with each other.Dynamic compression tests on granite were carried out with Split-Hopkinson pressure bar under temperature of 25-600 ℃.Results demonstrate that the dynamic peak stress of granite decreases with the climbing of temperature,while the elastic modulus firstly increases and then decreases.The pore characteristics of rock induced by high temperature can be reflected quantitatively by nuclear magnetic resonance test,and the T2 spectrum area displays an exponential growth with the rising of temperature.The adaptability of the proposed model is verified by the dynamic compression tests,and the correlation between theoretical and experimental data is over 0.98.The shape of compaction stage of stress-strain curve is controlled by parameters a and b of fracture body,of which parameter a has a larger influence.

Key words: fracture body, rock under high temperature, damage body, T2 spectrum area, dynamic constitutive model

中图分类号:

TU45

朱要亮, 俞缙, 付晓强, 任崇鸿, 姚玮, 刘雪莹. 高温损伤后岩石动态损伤本构模型[J]. 长江科学院院报, 2022, 39(7): 102-109.

ZHU Yao-liang, YU Jin, FU Xiao-qiang, REN Chong-hong, YAO Wei, LIU Xue-ying. A Novel Dynamic Constitutive Model after Temperature Damage for Rock[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute, 2022, 39(7): 102-109.

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高温损伤后岩石动态损伤本构模型

A Novel Dynamic Constitutive Model after Temperature Damage for Rock

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