| 高地应力卸荷条件下错动带塑性变形规律与硬化特征 |
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| 引用本文： | 段淑倩,高坡,江权,周扬一,徐鼎平.高地应力卸荷条件下错动带塑性变形规律与硬化特征[J].岩土力学,2022(1). |
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| 作者姓名： | 段淑倩 高坡 江权 周扬一 徐鼎平 |
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| 作者单位： | 郑州大学土木工程学院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;东北大学深部金属矿山安全开采研究中心 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金青年科学基金项目(No.51909241);河南省高等学校重点科研项目(No.19A560006);岩土力学与工程国家重点实验室开放基金项目(No.Z017011)。 |
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| 摘 要： | 为阐明高地应力地下工程开挖卸荷条件下错动带变形破坏的塑性规律与硬化特征,通过一系列不同围压、不同加卸荷应力路径下的三轴试验,着重研究了不同加卸荷应力路径下的错动带塑性变形规律;基于试验结果,在应力空间进一步探究了等效塑性功、等效塑性应变、塑性体应变等内变量作为硬化参数的应力路径相关性,并提出应力路径无关的硬化参量修正公式。研究结果表明:(1)高地应力下错动带的变形力学特性存在着明显的应力路径效应,在相同卸荷应力路径下,高围压会抑制错动带试样环向塑性变形的发展;在相同初始围压下,卸轴压卸围压应力路径下错动带试样的塑性体积残余应变(6%)明显大于其余卸荷应力路径(2%~4%);不同应力路径对错动带塑性体积变形的促进作用为卸轴压卸围压应力路径>恒轴压卸围压应力路径>增轴压卸围压应力路径;(2)错动带在不同卸荷路径变形破坏过程中,其塑性体应变、等效塑性应变、等效塑性功等内变量均存在一定的应力路径相关性,因而在错动带的弹塑性分析中,直接将以上任何一个状态参量作为其硬化参数并假定其与应力路径无关是不准确的。为此,提出等效塑性功修正方法,发现当修正等效塑性功公式中反映错动带材料特性的参数ns=-0.4时,修正等效塑性功具有明显的应力路径无关性,更适宜作为高地应力卸荷条件下错动带的硬化参数来描述其卸荷塑性应变硬化特征。揭示的错动带塑性力学特性可进一步深化高地应力卸荷条件下错动带的变形破坏认识,为实际工程中错动带的破坏机制分析和支护控制提供理论依据。
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| 关 键 词： | 错动带 高地应力 卸荷 塑性变形 硬化特征 |
Plastic deformation and hardening characteristics of the staggered zone under high in-situ stress unloading conditions |
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| DUAN Shu-qian,GAO Po,JIANG Quan,ZHOU Yang-yi,XU Ding-ping.Plastic deformation and hardening characteristics of the staggered zone under high in-situ stress unloading conditions[J].Rock and Soil Mechanics,2022(1). |
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| Authors: | DUAN Shu-qian GAO Po JIANG Quan ZHOU Yang-yi XU Ding-ping |
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| Institution: | (School of Civil Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou,Henan 450001,China;State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering,Institute of Rock and Soil Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Wuhan,Hubei 430071,China;Key Laboratory of Ministry of Education on Safe Mining of Deep Metal Mines,Northeastern University,Shenyang,Liaoning 110819,China) |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | staggered zone high in-situ stress unloading plastic deformation hardening characteristics |
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