考虑弹塑性损伤耦合的绿泥石片岩力学模型研究.pdf

　 第 １３卷　 第 １期 　 　 地 下 空 间与 工 程 学 报 Ｖｏｌ．１３　 　 ２０１７年２月 　 　 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｆｅｂ．２０１７　 考虑弹塑性损伤耦合的绿泥石片岩力学模型研究∗ １ ２ １ ２ 李震 ，刘尚各 ，于建新 ，胡明明 （１．河南理工大学 ａ．深部矿井建设重点学科开放实验室，ｂ．河南理工大学 土木工程学院，河南 焦作４５４０００； ２．中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点试验室，武汉４３００７１） 摘　 要：深埋绿泥石片岩现场工程和室内试验揭示绿泥石片岩在外荷载作用下存在弹塑 性损伤耦合行为，考虑弹塑性损伤耦合建立力学模型是进行工程稳定性分析的基础。 通过三 轴试验对锦屏二级水电站绿泥石片岩的力学特性进行了研究，重点分析了围压对强度、变形、 剪胀等非线性特征的影响；基于试验结果，根据绿泥石片岩在受压条件下表现出的塑性剪切和 损伤弱化机制，提出了可以反映损伤弱化的损伤演化方程和反映塑性强化作用的加载方程和 势函数，并提出适用的本构方程。 室内三轴试验的模拟结果表明本文提出的力学模型与试验 结果有较好的一致性，对类似深埋软岩地下工程的稳定性分析具有借鉴意义。 关键词：绿泥石片岩；弹塑性损伤耦合；三轴试验；力学模型 中图分类号：ＴＵ４５　 　 　 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３⁃０８３６（２０１７）０１⁃０１０１⁃０７ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｃｈｌｏｒｉｔｅ Ｓｃｈｉｓｔ Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ Ｅｌａｓｔｏｐｌａｓｔｉｃ Ｄａｍａｇｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ １ ２ １ ２ Ｌｉ Ｚｈｅｎ ，Ｌｉｕ Ｓｈａｎｇｇｅ ，Ｙｕ Ｊｉａｎｘｉｎ ，Ｈｕ Ｍｉｎｇｍｉｎｇ （ａ．ＯｐｅｎＬａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ ｄｅｅｐ ｍｉｎｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｂ． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ， Ｈｅｎａｎ４５４０００，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；２． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒｏｃｋ ａｎｄ ＳｏｉｌＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７１，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｅｐｌｙ ｂｕｒｉｅｄ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｅｘｈｉｂｉｔ ｔｈａｔ ｃｈｌｏｒｉｔｅ ｓｃｈｉｓｔ ｂｅｈａｖｅｓ ｃｏｕｐｌｅｄ ｅｌａｓｔｏｐｌａｓｔｉｃ ｄａｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｕｎｄｅｒ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｌｏａｄｉｎｇ， ｓｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ａ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｅｌａｓｔｏｐｌａｓｔｉｃ ｄａｍａｇｅｃｏｕｐｌｉｎｇｉｓｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｃｈｌｏｒｉｔｅ ｓｃｈｉｓｔ ｆｒｏｍ Ｊｉｎｐｉｎｇ ＩＩ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｒｉ