[发明专利]一种大理岩峰后脆延塑转换力学特性的数值描述方法

摘要

本发明专利提供了一种大理岩峰后脆延塑转换力学特性的数值描述方法，包括步骤：基于Hoek‑Brown本构模型，用于描述不同围压水平下大理岩强度参数随塑性应变的变化特征；进行室内加载试验，获得大理岩力学特性参数及峰后力学特征；运用有限差分法进行数值模拟仿真；设置模型的边界条件和对单元体施加围压荷载；单元体初始平衡后，轴向匀速加载，设置计算时步进行计算求解；改变围压荷载的大小，重复以上数值模拟计算，得到不同围压下大理岩峰后脆延塑转换力学特性的数值描述结果。本发明方法提高了深埋大理岩峰后脆延塑转换力学特性的数值描述精度，可广泛用于水电、交通等深埋地下工程力学特性的数值描述及围岩稳定性分析。

主权项

一种大理岩峰后脆延塑转换力学特性的数值描述方法，其特征在于，包括步骤：步骤1,采用Hoek‑Brown本构模型来进行对大理岩脆延塑转换力学特性的描述，允许岩体屈服后m_b、s、a等强度参数随着塑性应变的累积而变化，用以描述屈服后材料的强化和软化行为。在软化和硬化描述中引入一个与最小主应力σ₃相关的缩放因子μ，用于描述不同围压水平下m_b、s、a等强度参数随着塑性应变的变化特征；步骤2，取大理岩岩样试件在室内进行围压加载实验，获得大理岩的峰后力学特性以及大理岩的力学特性参数；步骤3，采用有限差分法进行数值模拟仿真，创建几何模型，定义材料模型为Hoek‑Brown模型，根据前面所获得的力学特性参数定义模型材料参数；设置模型的边界条件，然后对单元体模型施加围压，轴向匀速加载，最后求解得到结果，则获得该围压下大理岩的应力‑应变曲线；步骤4，改变所施加围压荷载的大小，重复进行上述的数值模拟仿真过程，得到一组大理岩在不同围压下的应力‑应变曲线。步骤5，利用实测波速验算数值模拟结果的可信度，即将实测的波速带所判定的围岩损伤范围与通过数值模拟的方法所得到的围岩损伤范围进行比较。