一种基于轴向应力响应的裂纹闭合应力确定方法

    公开(公告)号:CN113567243A

    公开(公告)日:2021-10-29

    申请号:CN202110798356.4

    申请日:2021-07-15

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于轴向应力响应的裂纹闭合应力确定方法,其包括基于试验数据点集建立岩石试样的轴向应变‑轴向应力关系对应的曲线图;在岩石试样的轴向应变‑轴向应力关系对应的曲线图的线弹性阶段中选择初始点P(εp,σp);获取各个试验数据点(εi,σi)与初始点P(εp,σp)之间的两点连线的斜率;获取弹性模量E;获取轴向应变‑轴向应力对应的参考直线σ=Eε;建立轴向应变‑轴向应力差对应的曲线图;获取轴向应变‑轴向应力差对应的曲线图中的反弯点,该反弯点对应的轴向应力为裂纹闭合应力σcc。本发明有效解决了压密点的确定问题,显著提高了裂纹闭合应力σcc获取的准确性,排除了现有方法中人为主观臆断对裂纹闭合应力的影响。

    基于应力差确定屈服点的节理剪切全过程损伤本构模型

    公开(公告)号:CN109885980B

    公开(公告)日:2021-02-09

    申请号:CN201910250649.1

    申请日:2019-03-29

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了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,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参数m、u0、us;S6、验证本构模型的正确性。

    基于应力差确定屈服点的节理剪切全过程损伤本构模型

    公开(公告)号:CN109885980A

    公开(公告)日:2019-06-14

    申请号:CN201910250649.1

    申请日:2019-03-29

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了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,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参数m、u0、us;S6、验证本构模型的正确性。

    考虑粘聚力与内摩擦角贡献度的边坡安全系数计算方法

    公开(公告)号:CN111008465B

    公开(公告)日:2022-09-20

    申请号:CN201911165995.6

    申请日:2019-11-25

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑粘聚力与内摩擦角贡献度的边坡安全系数计算方法,该计算方法描述了粘聚力与内摩擦角对边坡稳定性的影响程度及影响机理,形式简单、物理意义明确,该方法得到的稳定性计算结果与已有方法的计算结果具有相当高的吻合度,证明了所提出的双折减边坡综合安全系数定义方法的合理性和准确性,能够有效地解决现有双折减边坡综合安全系数定义方法中存在的问题与不足。本发明的计算方法提出可以反映粘聚力与内摩擦角对边坡稳定性的贡献的双折减边坡综合安全系数计算方法,利用该方法分析已有边坡算例,较高的计算精度表明了新计算方法的合理性和正确性。

    一种岩土材料本构模型建立方法

    公开(公告)号:CN114357564A

    公开(公告)日:2022-04-15

    申请号:CN202111462318.8

    申请日:2021-12-02

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种岩土材料本构模型建立方法,包括进行单轴压缩试验,基于轴向应力差确定压密点和屈服点;基于孔隙的压实特性,计算岩石基质的轴向应变和孔隙的轴向应变,建立多级加载后,屈服点之前的本构模型;通过基于屈服点修正的宏观应变的概率密度函数,建立屈服点之后的本构模型;结合屈服点之前的本构模型和屈服点之后的本构模型,完成岩土材料本构模型的建立。本发明利用对岩石压密阶段的分析,并采用了屈服点对现有应变的概率密度函数进行修正,与试验结果吻合较好,保证了对岩石压缩变形行为描述的精确性,尤其适用于岩土工程领域的理论建模以及工程稳定性分析。

    一种考虑节理宏细观形貌的剪切强度模型的构建方法

    公开(公告)号:CN114036710A

    公开(公告)日:2022-02-11

    申请号:CN202111105382.0

    申请日:2021-09-22

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑节理宏细观形貌的剪切强度模型的构建方法,其包括如下步骤:获取节理试样节理表面二维轮廓线;获取节理表面形貌离散处理图像及节理表面二维轮廓线的坐标数据矩阵;获取节理宏观起伏度特征;获取节理细观粗糙度特征;获取节理峰值剪胀角ip与节理宏观起伏度特征及节理细观粗糙度特征的关系;将节理峰值剪胀角ip代入经典Patton强度模型中,获取考虑节理宏细观形貌的剪切强度模型。本发明通过分离出节理宏观起伏度特征分量及节理细观粗糙度特征分量,实现对节理宏观形貌及节理细观形貌的分离重构,并分别考虑节理宏观起伏度特征、细观粗糙度特征对节理剪胀的贡献,进而建立考虑节理宏细观形貌的剪切强度模型,能够有效预测节理剪切强度。

    岩石结构面剪切破坏的非线性统一本构模型的构建方法

    公开(公告)号:CN115406776A

    公开(公告)日:2022-11-29

    申请号:CN202211010130.4

    申请日:2022-08-23

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种岩石结构面剪切破坏的非线性统一本构模型的构建方法,其包括如下步骤:对人工结构面试样进行剪切试验,获取剪切应力‑剪切位移曲线;获取峰值剪切型剪切应力‑剪切位移曲线中的剪切刚度ks、峰值应力τp、残余应力τr及滑动破坏型剪切应力‑剪切位移曲线中的初始剪切刚度ksi、峰值应力τp、残余应力τr;建立剪切应力‑剪切位移曲线的对应函数,获取岩石结构面剪切破坏的非线性统一本构模型。本发明通过建立剪切应力‑剪切位移曲线的统一本构模型的对应函数,在x的正无穷极限下,将变量u用极限强度τu进行代替,进而得到岩石结构面剪切破坏的非线性统一本构模型,能够有效预测峰值剪切型及滑动破坏型剪切应力‑剪切位移曲线。

    基于扰动状态概念的结构面剪切本构模型的构建方法

    公开(公告)号:CN113408103B

    公开(公告)日:2022-05-31

    申请号:CN202110557607.X

    申请日:2021-05-21

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于扰动状态概念的结构面剪切本构模型的构建方法,其包括如下步骤:基于扰动状态概念理论,定义扰动函数DF,建立RI响应及FA响应相对于观测响应的贡献;结合典型结构面剪切变形本构关系,分别获取初始响应及临界响应;通过剪切试验观测量表征扰动函数DF,建立基于扰动状态概念的结构面剪切变形本构模型;确定基于扰动状态概念的结构面剪切变形本构模型中的DSC参数;将结构面剪切试验数据代入基于扰动状态概念的结构面剪切本构模型中,验证得到的结构面剪切本构模型能够准确模拟结果面剪切变形行为。本发明通过采用扰动状态概念理论,建立节理剪切本构模型,模拟各剪切变形阶段的非线性特性,提升模型的实用性。

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