基于压密和损伤函数复合作用的单轴压缩本构关系

金属矿山 ›› 2016, Vol. 45 ›› Issue (06): 8-13.

基于压密和损伤函数复合作用的单轴压缩本构关系

赵永川^1,2，杨天鸿^1,2，刘洪磊^1,2，汪泓^1,2，刘刚³，申志亮³

1.深部金属矿山安全开采教育部重点实验室，辽宁沈阳 110819；2.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳 110819；3.黑龙江省煤矿深部开采地压控制与瓦斯治理重点实验室，黑龙江哈尔滨 150028

出版日期:2016-06-15 发布日期:2016-08-19
基金资助:
* 国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（编号：2013CB227902），国家自然科学基金项目（编号：51574059，51404067，51574060）。

Constitutive Relation of Uniaxial Compression Based on the Pressure Consolidation and Damage Function

Zhao Yongchuan^1,2，Yang Tianhong^1,2，Liu Honglei^1,2，Wang Hong^1,2，Liu Gang³，Shen Zhiliang³

1.Key Laboratory of Ministry of Education on Safe Mining of Deep Metal Mines，Shenyang 110819，China；2.School of Resources and Civil Engineering，Northeastern University，Shenyang 110819，China；3.Key Lab of Heilongjiang Province of Ground Pressure Control and Gas Control of Deep Coal Mines，Harbin150028，China

Online:2016-06-15 Published:2016-08-19

摘要/Abstract

摘要： 对西部钙泥质胶结砂岩进行单轴压缩实验。考虑压密阶段和损伤阶段应力应变曲线的变化特点，分别将压密阶段的体积应变和加载过程中的声发射累计数作为表征压密状态和损伤状态的参量，进行归一化后分别用于描述压密和损伤特征，并选取Logistic函数和指数函数进行回归拟合得到加载过程中的压密函数和损伤函数。结合试件的弹性变形特点，对压密函数和损伤函数进行线性组合，分别对由载荷控制和位移控制（包括峰前和全过程）的单轴压缩实验得到的应力应变曲线进行回归分析，得到了砂岩在单轴压缩条件下与实验结果相关性较高的的本构方程，并分析了压密函数和损伤函数中参数的物理意义。

关键词: 单轴压缩, 声发射, 压密, 损伤, 本构方程

Abstract: The uniaxial experiments of western cemented slime sandstone were conducted.Based on the stress-strain variation at pressure consolidation and the damage stage in the constitutive curve，the volumetric strain in the pressure consolidation stage and the acoustic emission in the loading process were considered as the parameters to describe the pressure consolidation and damage characteristic.The Logistic function and exponential function were used to fit the curve of volumetric strain and accumulative acoustic emission respectively to obtain the pressure consolidation and damage function.Take a consideration of the elastic deformation characteristic of the sample，the Logistic and exponential function were combined in a liner to make regression analysis on the stress-strain curve obtained by the uniaxial compression tests of loading control and displacement control (including the before-peak and the whole process).Then，the well-fitting constitutive equation of sandstone under uniaxial compression was established and the meaning of parameters in the pressure consolidation function and damage function were analyzed.

Key words: Uniaxial compression, Acoustic emission, Pressure consolidation, Damage, Constitutive function

赵永川, 杨天鸿, 刘洪磊, 汪泓, 刘刚, 申志亮. 基于压密和损伤函数复合作用的单轴压缩本构关系[J]. 金属矿山, 2016, 45(06): 8-13.

ZHAO Yong-Chuan, YANG Tian-Hong, LIU Hong-Lei, Wang-Hong, LIU Gang, SHEN Zhi-Liang. Constitutive Relation of Uniaxial Compression Based on the Pressure Consolidation and Damage Function[J]. Metal Mine, 2016, 45(06): 8-13.

[1]	庞建勇, 王　宇, 巩义鑫, 李垂宇. 不同含水率花岗岩单轴压缩力学特性及破坏特征研究[J]. 金属矿山, 2025, 54(1): 81-.
[2]	郭志东, 祝贺超, 潘　博, 柴青平, 刘惠洋. 充填法开采过程中爆破震动波传递规律与围岩破坏模式研究[J]. 金属矿山, 2025, 54(1): 65-.
[3]	吴　锋, 李　明, 宋新涛, 王少勇, 张博超. 基于损伤理论的深井巷道围岩松动圈计算方法[J]. 金属矿山, 2024, 53(9): 13-.
[4]	易恩兵, 徐军见. 热损伤砂岩单轴压缩声发射响应及破裂演化分析[J]. 金属矿山, 2024, 53(7): 48-.
[5]	赵　奎, 杨　溪, 熊良锋, 曾　鹏, 龚　囱, 刘　宇. 不同含水状态砂岩裂纹稳定扩展阶段损伤特征[J]. 金属矿山, 2024, 53(7): 41-.
[6]	沈　筠, 吴启一, 韩云飞, 许泽宁, 吴林松, 姚华彦. 干燥及饱水状态多孔玄武岩力学性质试验研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(5): 232-.
[7]	罗　宁, 柴亚博, 牟恭雨, 王一鸣, 王路伽. 深地页岩储层聚能射流侵彻及损伤致裂机理研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(5): 179-.
[8]	吝曼卿, 冯　磊, 孙郡阳, 彭亚利, 张岸勤, 金胜利. 不同含水率和应力作用下磷块岩的损伤特性研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(5): 169-.
[9]	陈　结, 孟历德仁, 蒲源源, 崔　义, 杨　妮, 朱　超, 刘　博, 张定山. 降雨作用下露天矿山岩质边坡稳定性与声—力学特征研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(5): 161-.
[10]	黄明清, 张厚缘, 郭晓强, 郑其伟, 刘青灵. 硬岩矿体自然崩落过程成拱特征及其边界弱化[J]. 金属矿山, 2024, 53(5): 84-.
[11]	路燕泽, 甘德清, 王社光, 刘志义, 王庆刚, 王立杰. 浸水作用下磁铁矿动态损伤及能量演化机制[J]. 金属矿山, 2024, 53(4): 95-.
[12]	向学敏, 文　祝, 郭莉梅, 徐　辉, 王　楠. 考虑温度和时间双重影响的混凝土蠕变模型构建[J]. 金属矿山, 2024, 53(4): 87-.
[13]	甘　泽, 杨　曦, 李富平, 甘德清. 含油率影响下油页岩力学性质与破坏断裂特征研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(4): 62-.
[14]	陈东升, 纪洪广, 付　桢. 基于声发射b 值演化的脆性岩石裂纹起裂应力评价方法[J]. 金属矿山, 2024, 53(3): 60-.
[15]	孙光华, 郭　将, 吴柄纬, 齐育珠, 韩凯明. 真三轴单面临空花岗岩岩爆自组织临界特征研究[J]. 金属矿山, 2024, 53(2): 262-.

扫码分享