一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法技术

本发明专利技术公开了一种真三维应力下岩石损伤分数阶微动力扰动模型的构建方法，包括以下步骤：S1、确定岩石静力循环加载作用下的损伤函数D<subgt;1</subgt;；S2、确定启动岩石扰动损伤的应力阈值—起裂应力σ<subgt;ci</subgt;和扰动破坏的应力阈值—扰动临界应力σ<subgt;dl</subgt;；S3、确定微动力扰动作用下的损伤函数D<subgt;2</subgt;；S4、建立三维微动力扰动屈服函数F；S5、建立一个由损伤弹性元件ε<supgt;e</supgt;、带应力阈值的损伤分数阶黏弹塑元件ε<supgt;ve</supgt;和带应力阈值的损伤分数阶黏塑性元件ε<supgt;vp</supgt;串联的表征真三维应力下岩石损伤分数阶微动力扰动模型ε(t)；S6、构建一维损伤分数阶微动力扰动方程ε<subgt;1</subgt;(t)；S7、构建三维损伤分数阶微动力扰动方程ε<subgt;ij</subgt;(t)。为受微扰动的高应力深部工程围岩破坏灾害预测和稳定性分析提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩石力学性能与工程研究领域，具体涉及一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法。

技术介绍

1、由于真三维高应力深部地下工程开挖或资源开采往往是流水作业或者平行作业，开挖形成的损伤围岩频繁遭受来自远场低应变率和低幅值的远场动力扰动，这种动力扰动是工作面爆破、开挖机械钻凿及相邻区域或相邻隧道岩爆产生的应力波，其应变率和振幅在岩体传播过程中呈指数型快速衰减，这种远场动力扰动被称为低应变率和低幅值的微动力扰动，处于临界破坏应力的围岩内部有丰富的裂纹，裂纹在频繁的微动力扰动作用下会不断扩展，损伤破裂区扩大最终诱发灾变。建立反映这样“真三维高应力+微动力扰动”耦合效应的理论力学模型对深部工程围岩动力灾害预测和开挖支护设计具有重要理论价值和工程意义。

2、大多数学者研究岩石在高应变率和高幅值的动力扰动作用下的动态力学特性，对岩石在微动力扰动下的动态力学特性研究较少，特别是真三维应力场条件下，目前真三维应力下岩石微动力扰动力学模型研究匮乏，由于微动力扰动荷载下岩石的完整应变曲线可分为三个阶段：衰减阶段、等速阶段和加速阶段，目前岩石微动力本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法，包括以下步骤：

2.权利要求1所述的一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法，其特征在于，所述步骤S1中，确定岩石静力循环加载作用下的损伤函数D1的方法为：

3.根据权利要求1所述的一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法，其特征在于，所述步骤S2中，以岩石内部裂纹稳定扩展起点对应的起裂应力σci作为启动岩石扰动损伤的应力阈值；通过等动力扰动周期数应变曲线簇的拐点确定扰动临界应力σdl，作为扰动破坏的应力阈值。

4.根据权利要求1所述的一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的...

【技术特征摘要】

1.一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法，包括以下步骤：

2.权利要求1所述的一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法，其特征在于，所述步骤s1中，确定岩石静力循环加载作用下的损伤函数d1的方法为：

3.根据权利要求1所述的一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法，其特征在于，所述步骤s2中，以岩石内部裂纹稳定扩展起点对应的起裂应力σci作为启动岩石扰动损伤的应力阈值；通过等动力扰动周期数应变曲线簇的拐点确定扰动临界应力σdl，作为扰动破坏的应力阈值。

4.根据权利要求1所述的一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法，其特征在于，所述步骤s3中，确定岩石微动力扰动损伤d2的方法为：

5.根据权利要求1所述的一种真三维应力下岩石微动力扰动分数阶模型的构建方法，其特征在于，所述步骤s4中，采用m...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志，李雪琪，李邵军，郑虹，丰光亮，黄小华，蔡智杨，唐治，张强，移根旺，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：