同济大学学报(自然科学版)

作者：禹海涛，胡晓锟，李天斌

单位：1.成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059;2.同济大学 土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092;3.同济大学 土木工程学院，上海 200092

关键词：岩石,近场动力学,Hoek-Brown强度准则,弹塑性损伤本构,返回映射方法

基金：地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金（SKLGP2022K020）；国家自然科学基金（41922059 ， 42177134）；中央高校基本科研业务费专项资金

岩石介质在不同荷载环境下具有显著的弹塑性变形特征和断裂力学行为。为了同时描述岩石的弹塑性变形连续场以及断裂力学行为的非连续场，提出了一种基于Hoek-Brown强度准则的非常规态型近场动力学（non-ordinary state-based peridynamics， NOSBPD）弹塑性模型。首先，基于非局部变形框架下的材料对应性关系，建立了以Hoek-Brown强度准则为屈服准则的NOSBPD弹塑性本构方程，通过主应力空间的返回映射算法得到给定应变增量对应的应力增量，并给出了相应的增量模型积分算法；其次，提出了基于等效塑性应变的断裂准则，实现了岩石弹塑性断裂全过程力学行为的表征；最后，通过引入非均匀变形状态消除了NOSBPD模拟存在的零能模式问题。基于数值模拟结果与有限元结果以及试验数据进行对比分析，验证了所建立模型的正确性，可为岩石的弹塑性断裂力学行为研究提供有效分析手段。

来源：2022年第9期

《同济大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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