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国内刊号：11-2402/TD
国际刊号：0253-2336
发布日期:
作者：陈绪新, 李文鑫, 程晓亮, 陈连军, 张广超, 侯晓风,
关键词：岩石力学, 岩石损伤相场模型, 冲击荷载, 动态裂纹扩展,
为研究冲击荷载作用下预制裂隙岩石的损伤断裂行为，揭示围岩损伤破断机制，建立了考虑岩石非均质性和拉伸−压缩力学响应显著差异的岩石损伤相场模型。基于静态岩石损伤相场模型通过引入惯性力项构建了岩石弹塑性损伤耦合动态相场模型，并提出了实现岩石动态损伤相场模型的TL-FEMS(Three Layers Finite Elements Method Structure，TL-FEMS)数值计算程序。首先，通过与既有预制缺口矩形板动态拉伸和厚壁圆筒动态破坏试验结果的对比分析，验证了弹塑性损伤耦合动态相场模型及TL-FEMS数值计算程序的有效性。通过开展含双裂隙试样的单轴压缩数值模拟，模拟结果与室内试验数据和既有数值模拟结果的吻合度较高。冲击荷载作用下预制裂隙岩石动态压缩数值模拟结果表明：冲击荷载作用下单一裂纹尖端先扩展且出现反向裂纹，呈现“X”形损伤断裂特征，随着裂纹倾角的增大，裂纹扩展形态逐渐由“X”形向“I”形过渡。动态荷载作用下双裂纹起裂于裂纹尖端，随着动荷载施加，岩桥区域内双裂纹内端部连接裂纹先发育后停滞，外端部翼型裂纹持续扩展并最终贯通；应力分布特征分析表明裂隙尖端和试样内部亦会出现明显的应力集中区域。岩石动态损伤相场模型为裂隙岩石损伤断裂破坏问题研究提供了有效方法，对分析复杂地质环境条件下岩石工程结构稳定性具有重要意义。
来源：2026年第5期
《煤炭科学技术》期刊编辑部
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