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科学研究
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水利水电学院青年千人戴峰教授课题组在节理岩体动力学与本构模型研究方面取得重要进展

时间:2018-04-09  来源:水利水电学院   作者: 

近日,水利水电学院“青年千人”戴峰教授课题组在节理岩体动力学与本构模型研究方面取得重要进展,相关成果“A damage constitutive model for intermittent jointed rocks under cyclic uniaxial compression”发表在国际岩石力学与工程领域最具影响力的顶级期刊Int. J Rock Mech. Min. Sci.(IF:2.268, 领域TOP 1)。此前,该课题组已在国际岩石力学与工程另一顶级期刊Rock Mech. Rock Eng.(IF: 2.905, 领域TOP 2)连续发表了三篇节理岩体动力学相关研究论文。

针对我国西南地区大型水电岩石工程地质环境复杂、地震活动强烈、全寿命周期安全面临地震严重威胁的特点,戴峰教授课题组聚焦“复杂地震地质环境下工程岩体动态响应与本构模型”这一关键科学问题,依托我国重大水电岩石工程,深入研究了循环动荷载作用下节理岩体变形破坏特征与动态损伤本构模型。提出了与近场地震动特征相适应的循环荷载加卸载模式,系统报道了循环动荷载三大特征参数及节理几何构型对岩体能量损伤演化及动态变形破坏的影响,率先实现了节理岩体循环加卸载试验的全过程细观模拟,揭示了其动态渐进破坏机理,建立了国际上首个节理岩体循环加卸载动态损伤本构模型。

节理岩体循环动态本构模型是国际岩石力学与工程领域的一个重要难题,现有的研究仅有针对节理岩体的静态本构模型,以及针对完整岩石的循环动态本构模型。课题组近期发表于Int. J Rock Mech. Min. Sci.的论文,根据Lemaitre应变等效原理及断裂力学理论求解复杂构型节理岩体耦合损伤变量,基于Weibull分布的岩石损伤软化模型和内变量疲劳本构关系,建立了国际上首个节理岩体循环加卸载动态损伤本构模型。该模型物理意义明确,综合考虑了宏观节理和微观裂隙的耦合损伤,经物理实验验证,这一本构模型能准确描述循环加卸载过程中节理岩体变形的曼辛效应和棘轮效应,有效反映复杂动荷载作用下节理岩体的非线性循环加卸载动态响应特征。

近年来,在国家重点基础研究发展计划“973计划”课题,青年千人计划和国家自然科学基金等的支持下,戴峰教授课题组在岩石动力学与工程领域取得系列创新研究成果。根据教育部科技查新检索报告,近5年,戴峰教授在国际岩石力学与工程领域最具影响力的顶级期刊Int. J Rock Mech. Min. Sci.上发表论文11篇,排名全球第1。在国际岩石力学与工程领域两大顶级期刊Int. J Rock Mech. Min. Sci.和Rock Mech. Rock Eng.发表论文22篇,居全球第3。


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