卸荷岩体本构理论及其应用

前言

第1章绪论

1.1卸荷岩体本构理论的研究意义

1.2国内外研究现状和趋势

1.3本书的主要内容

参考文献

第2章压应力状态下细观非均匀性脆性岩石损伤局部化分析及其全过程应力应变关系

2.1概述

2.2单轴压缩及低围压状态下岩石的变形和损伤局部化问题以及全过程应力应变关系

2.2.1压应力状态下微裂纹的摩擦滑动

2.2.2压应力状态下微裂纹的自相似扩展

2.2.3压应力状态下微裂纹的弯折扩展

2.2.4裂纹扩展准则

2.2.5压应力状态下微裂纹的失稳扩展

2.2.6理论与试验对比分析

2.3中低围压状态下细观非均匀性岩石的全过程应力应变关系

2.3.1三轴压应力状态下微裂纹的剪切滑移

2.3.2三轴压应力状态下微裂纹的自相似扩展

2.3.3压应力状态下微裂纹弯折扩展

2.3.4裂纹扩展准则

2.3.5三轴压应力状态下微裂纹的二次失稳扩展

2.3.6摩擦系数和围压对弯折裂纹扩展路径的影响

2.3.7摩擦系数和围压对剪切破坏的影响

2.3.8理论模型与试验结果的对比分析

2.4高围压状态下细观非均匀性岩石的全过程应力应变关系

2.4.1微裂隙由于摩擦滑动引起的非弹性变形

2.4.2微裂隙由于自相似扩展引起的非弹性变形

2.4.3微裂隙由于失稳扩展引起的非弹性变形

2.4.4理论和实验成果对比分析

2.5结论

参考文献

第3章峰前围压卸荷条件下岩石应力应变全过程分析和变形局部化研究

3.1引言

3.2理论分析

3.2.1岩石加载引起的变形

3.2.2裂纹闭合引起的变形

3.2.3裂纹发生滑动引起的变形

3.2.4微裂纹岩石加载过程的弯折扩展变形

3.3围压卸荷过程引起的变形

3.3.1裂隙的张开变形

3.3.2裂纹滑动和弯折扩展引起的变形

3.3.3裂纹失稳扩展引起的变形

3.3.4理论和实验对比分析

3.3.5结论

参考文献

第4章轴向压力卸荷条件下岩石应力应变全过程分析和变形局部化研究

4.1轴向压力卸荷至围压过程中岩石的应力应变关系

4.1.1微裂纹的张开变形

4.1.2微裂纹的反向滑移变形

4.2轴向压力卸荷至零过程中岩石的应力应变关系

4.2.1微裂纹的张开变形

4.2.2微裂纹弯折扩展引起的变形

4.2.3反向滑移引起的变形

4.2.4摩擦弯折裂纹失稳扩展引起的变形

4.3轴向应力卸荷至拉应力过程中岩石的应力应变关系

4.3.1微裂纹的张开变形

4.3.2微裂纹弯折扩展引起的变形

参考文献

第5章卸荷状态下灰岩损伤演化的CT实验研究

5.1引言

5.2实验设备和过程

5.3实验结果和分析

5.3.1CT数的确定

5.3.2灰岩损伤演化的机理分析

5.4损伤变量的确定

5.5结论

参考文献

第6章卸荷岩体强度理论研究

6.1理论模型

6.2理论模型和实验成果对比分析

6.3结论

参考文献

第7章单轴拉伸条件下细观非均匀性岩石本构关系研究

7.1引言

7.2理论模型

7.3理论和实验成果对比分析

7.4结论

参考文献

第8章压应力状态下裂隙间相互作用对岩体全应力应变关系的影响

8.1引言

8.2裂隙岩体本构关系

8.2.1压应力状态下裂隙的摩擦滑动

8.2.2压应力状态下裂隙的弯折扩展

8.2.3应变软化阶段

8.3单轴压缩状态下裂隙岩体全过程应力应变关系

8.3.1含双周期性分布的摩擦弯折裂纹岩体的全过程应力应变关系

8.3.2含钻石型摩擦弯折裂纹岩体的全过程应力应变关系

8.4单轴压缩状态下裂隙岩体强度

8.4.1含双周期性分布的摩擦弯折裂纹的岩体强度和摩擦系数之间的关系

8.4.2含钻石型分布的摩擦弯折裂纹的岩体强度和摩擦系数之间的关系

8.5侧向围压对弯折拉伸裂纹扩展的影响

8.6工程应用

8.6.1工程概况

8.6.2与工程岩体分类法的结果进行对比

8.7结论与讨论

附录A式(8.14)和(8.16)的推导过程

附录B裂隙间相互作用的推导

参考文献

第9章围压卸荷条件下裂隙间相互作用对裂隙岩体变形的影响

9.1引言

9.2理论模型研究

9.2.1没有裂隙的岩石受远场压应力作用

9.2.2原生裂纹受位错内应力作用

9.2.3原生裂纹受附加应力作用

9.2.4裂隙岩体应力应变关系

9.3数值计算

9.4结论

参考文献

第10章考虑裂隙间相互作用情况下轴压卸荷过程裂隙岩体应力应变关系

10.1考虑裂隙间相互作用情况下轴压卸荷至围压过程中的应力应变关系

10.1.1没有裂纹的岩石受远场压应力作用

10.1.2原生裂纹受位错内应力作用

10.1.3原生裂纹受附加应力作用

10.1.4裂隙岩体应力应变关系

10.2考虑裂隙间相互作用情况下轴压卸荷至零过程中应力应变关系

10.2.1没有裂隙的岩石受远场压应力作用

10.2.2原生裂纹受位错内应力作用

10.2.3原生裂纹受附加应力作用

10.2.4裂隙岩体应力应变关系

10.3考虑裂隙间相互作用情况下轴向应力卸荷至拉应力过程中应力应变关系

10.3.1张开裂隙的相互作用

10.3.2闭合裂隙的相互作用

10.4数值计算及其结果分析

10.5结论

参考文献

第11章二滩水电站地下厂房洞室变形分析

11.1工程概况

11.1.1工程地质条件

11.1.2主要工程

11.1.3以往计算成果

11.2二滩水电站围岩的强度和变形分析

11.2.1地下工程围岩参数的确定

11.2.2二滩裂隙岩体强度的确定

11.3二滩地下工程围岩损伤分析成果

11.3.1按加载岩体力学计算结果

11.3.2按卸荷岩体力学计算结果

11.3.3对比分析

11.4小结

参考文献

　　本书主要介绍了周小平和张永兴教授近年来在卸荷岩体理论方面的一些研究工作，以及对该领域的研究及其见解。本书的研究结果对学习理解裂隙岩体在加载和卸荷条件下的破坏机理的差异、解析裂隙岩体在加载和卸荷条件下的变形局部化机理的不同以及构建裂隙岩体在加载和卸荷条件下的宏观力学性质与细观结构之间的关系非常有益的。　　本书是一本关于卸荷岩体力学的专著，介绍了作者在卸荷岩体力学领域的系列研究成果。全书分11章，分别介绍了卸荷岩体本构理论的研究意义、现状和趋势，压缩和拉伸状态下岩石的细观损伤模型，轴压和围压卸荷条件下岩石的细观损伤模型，岩石卸荷条件下的损伤演化CT实验，卸荷岩体强度准则，加载和卸荷条件下裂隙相互作用对岩体本构关系的影响，以及二滩水电站地下厂房变形分析。