[发明专利]基于应力差确定屈服点的节理剪切全过程损伤本构模型

权利要求书

1.一种基于应力差确定屈服点的节理剪切全过程损伤本构模型，其特征在于，包括：

S1、设定节理薄层细观单元体受荷即进入线弹性阶段，节理薄层细观单元体是各向同性的连续介质，细观单元体由无损状态转化为有损状态是瞬时完成的，且过程不可逆；

S2、基于Weibull分布函数，定义外荷阀值F^*，得到细观单元体的破坏概率密度函数；

S3、基于流变模型中的力学元件，采用弹簧和摩擦片的组合模拟细观单元体受荷情况，得到剪切作用下节理的统计损伤本构模型；

S4、根据岩土材料受荷损伤后即变为损伤与未损伤两部分，确定外荷阀值F^*，得到剪切变形过程节理的损伤演化模型和节理剪切变形损伤本构模型；

S5、确定所述节理剪切变形损伤本构模型形状参数m、尺度参数u₀和屈服点位移参数u_s；

其中，确定所述节理剪切变形损伤本构模型参数u_s的方法为：

选取试验数据位于峰值前区的处于线弹性阶段的数据，拟合得到线弹性阶段的斜率，即剪切刚度k_s；

在坐标系中画出参考线τ＝k_su，计算实测数据值的剪切应力值τ_实测与相应剪切位移u所对应的参考线上τ_参考的差值，差值记为应力差τ_diff；

在坐标系中画出τ_diff-u图像与基准线τ_diff＝0，从图像上直观地读出反弯点即为所求屈服点，屈服点坐标对应的u即为模型参数u_s；

S6、将若干节理剪切试验数据代入节理剪切变形损伤本构模型中，验证得到的节理剪切变形损伤本构模型能够准确地模拟节理剪切全变形过程，并反映剪切过程的阶段性特点。

2.根据权利要求1所述的基于应力差确定屈服点的节理剪切全过程损伤本构模型，其特征在于，所述步骤S2中得到破坏概率密度函数的方法为：

当某一阶段微元体所受载荷大于阀值F^*时，岩石材料发生损伤，细观单元体的破坏概率密度函数P(F)为：

其中，m，F₀分别为Weibull分布形状参数和尺度参数。