拉压应力状态下基于偶应力理论的裂隙岩体裂隙扩展机理以及尺度效应研究

项目名称： 拉压应力状态下基于偶应力理论的裂隙岩体裂隙扩展机理以及尺度效应研究

项目编号： No.50979052

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张敦福

作者单位： 山东大学

项目金额： 36万元

中文摘要： 相对于经典弹性理论而言，偶应力理论可以描述材料的尺寸效应。最近，偶应力理论的理论和数值求解成为新的研究热点。初步研究发现偶应力理论下和经典弹性理论下的二维裂隙扩展有较大区别。本课题将偶应力理论与无网格法和自然单元法等结合起来，建立裂隙扩展的偶应力理论算法，数值模拟岩体裂隙扩展演化规律、多个裂隙之间的相互影响。还将利用声发射技术、高速摄影技术，采用真岩石材料、类岩石材料和树脂透明材料制作含裂隙试件，开展部分拉压试验。将偶应力理论数值模拟结果与经典理论和试验结果进行对比，研究偶应力对整个应力场和位移场、局部断裂损伤、裂隙初始破裂、后续破裂面形态、贯通模式、整个岩体失效强度的影响和尺度效应，揭示偶应力理论下岩体裂隙扩展机理。将传统损伤模型结合进来，建立偶应力理论损伤模型和裂隙岩体本构关系。该课题研究成果可以直接为裂隙岩体稳定性评价、节理岩体的科学锚固方案提供理论基础和分析工具。

中文关键词： 裂隙岩体；三维裂隙扩展；偶应力；尺度效应；数值模拟

英文摘要：

英文关键词： Fractured rock-mass；3-D crack propagation；Couple stress；Scale effect；Numerical Simulation