煤田地质与勘探

作者：宋战平, 王加辉, 潘红伟, 杨棚涛, 杨腾添, 田松,

关键词：损伤阈值, 岩石, 本构模型, 渗透压力, 弹性模量,

在富水环境下隧道与地下工程建设中，因地下水渗透引起的围岩失稳导致施工安全事故频发的问题日益突出，建立考虑渗透水压力作用的岩石单轴压缩损伤本构模型对指导现场施工具有重要意义。为描述岩石在单轴压缩破坏过程中的应力−应变关系，在原有的岩石本构模型基础上，引入孔隙岩石变形模型、孔隙纵横比、自洽模型等概念和水化学损伤、Weibull统计损伤等理论，同时考虑渗透压力对岩石弹性模量的影响，确定岩石不同阶段的损伤模型，阐述岩石闭合应力和损伤阈值的确定方法，进而建立适用于不同渗透压力作用下的岩石单轴压缩全过程的本构方程。最后，将构建的本构模型得出的理论曲线与灰岩单轴压缩试验所得实际曲线和文献获得的理论曲线进行对比，该模型很好地体现了岩石压缩全过程的应力−应变曲线，充分证明了此模型的合理性与适用性。

来源：2023年第5期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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