[发明专利]考虑弯扭贡献效应的三维时效破裂模型

摘要

本发明公开了一种考虑弯扭贡献效应的三维时效破裂模型，所述三维时效破裂模型包括考虑弯扭贡献效应的岩体细观颗粒三维平行粘结应力模式、考虑弯扭耦合效应的岩体细观颗粒三维平行粘结时效劣化衰减指数型模式、考虑弯扭耦合效应且带拉伸截止限的摩尔库伦细观颗粒平行粘结时效破裂准则和考虑阻尼效应的细观颗粒三维线性接触模型。本发明适应于三维应力空间条件下应力和裂纹扩展速度之间的关系符合指数型的这类岩体，能对这类深部岩体工程在三维应力条件下的围岩长期稳定性预测、评价以及优化设计提供技术支持。

主权项

1.一种考虑弯扭贡献效应的三维时效破裂模型，其特征在于：所述三维时效破裂模型包括考虑弯扭贡献效应的岩体细观颗粒三维平行粘结应力模式、考虑弯扭耦合效应的岩体细观颗粒三维平行粘结时效劣化衰减指数型模式、考虑弯扭耦合效应且带拉伸截止限的摩尔库伦细观颗粒平行粘结时效破裂准则和考虑阻尼效应的细观颗粒三维线性接触模型；考虑扭矩对岩体细观颗粒三维平行粘结正应力的贡献程度，所述的考虑弯扭贡献效应的岩体细观颗粒三维平行粘结应力模式为岩体细观颗粒三维平行粘结正应力计算公式中设置了扭矩贡献因子考虑弯矩对岩体细观颗粒三维平行粘结剪应力的贡献程度，在考虑弯扭贡献效应的岩体细观颗粒三维平行粘结应力模式中的岩体细观颗粒三维平行粘结剪应力计算公式中设置了弯矩贡献因子在上述和的计算公式中，为岩体细观颗粒三维平行粘结半径，为用于确定扭矩在应力中的贡献程度的扭矩贡献因子，为用于确定弯矩在应力中的贡献程度的弯矩贡献因子，I为岩体细观颗粒三维平行粘结的惯性矩，J为岩体细观颗粒三维平行粘结的极惯性矩，A为岩体细观颗粒三维平行粘结面积；为第i个岩体细观颗粒三维平行粘结的正应力，为第i个岩体细观颗粒三维平行粘结的剪应力，分别为第i个接触的岩体细观颗粒三维平行粘结法向力、切向合力、切向合扭矩和法向弯矩，其中，+＝符号为加法自反运算符，其中，式中，为岩体细观颗粒三维平行粘结法向的位移增量，为岩体细观颗粒三维平行粘结法向刚度，A为岩体细观颗粒三维平行粘结面积，式中，分别为岩体细观颗粒三维平行粘结切向ss方向力、切向st方向力，其中，ss和st为同一平面上相互垂直的两个方向的代号；式中，分别为岩体细观颗粒三维平行粘结切向ss方向扭矩、切向st方向扭矩；‑＝符号为减法自反运算符，式中，为岩体细观颗粒三维平行粘结法向的相对转角增量，为岩体细观颗粒三维平行粘结切向刚度。