中国公路学报

作者：李盛南, 刘新喜, 李玉, 王玮玮, 周炎明

单位：1. 湖南工程学院 建筑工程学院, 湖南 湘潭 411104;2. 长沙理工大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410114

关键词：道路工程,炭质泥岩,损伤演化,损伤理论,细观力学,力学特性

基金：国家自然科学基金项目(51674041,52108405)

为研究软岩渐进破坏过程的变形特性和损伤演化规律,通过对炭质泥岩开展不同围压的三轴压缩试验,分析了围压对炭质泥岩宏观力学特性的影响；并将损伤岩石细观模型概化为岩石颗粒、裂隙损伤和孔隙3个部分；根据岩石细观结构损伤机制,结合应力-应变曲线特征,分段建立了炭质泥岩损伤演化方程：压密阶段,以孔隙率为损伤变量,建立了考虑孔隙压缩变形的损伤方程；线弹性阶段,假定岩石颗粒与孔隙变形协调,建立损伤方程；裂隙扩展阶段,通过建立岩石颗粒微元体转化为裂隙损伤微元体的函数,以裂隙和孔隙率为损伤变量,提出考虑裂隙扩展的损伤方程。结果表明：炭质泥岩应力-应变曲线非线性特征明显,可分为压密阶段、线弹性阶段、裂隙扩展阶段和峰后阶段；随着围压增大,炭质泥岩闭合应力、起裂应力和峰值应力线性增大；应力-应变曲线的压密阶段缩短，裂隙扩展阶段延长,延性特征增强。建立的损伤演化方程能较好反映岩石渐进破坏过程的演化损伤规律,表现出：压密阶段损伤非线性减小,线弹性阶段损伤保持非零稳定,裂隙扩展阶段损伤加速增大,峰后阶段损伤减速增加；围压抑制炭质泥岩损伤发展,随围压增大,压密阶段损伤加速减小,裂隙扩展阶段损伤延缓增加，且损伤增长速率减小。

来源：2022年第4期

《中国公路学报》期刊编辑部

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