基于损伤阈值点砂岩本构关系建立与工程应用

准确选择岩石本构关系直接影响数值计算精度.利用常规三轴压缩作用下砂岩应力-应变全曲线规律,定义损伤阈值点,将整体变形过程简化分解成三个区段,在每一区段上建立本构关系理论模型.分析砂岩应力、应变全过程曲线上各类阈值点强度与围压之间相互关系,建立各类阈值点强度与围压关系式,得到不同围压条件下砂岩本构关系模型.通过室内常规三轴物理试验证明理论本构关系模型可以较好逼近试验结果.利用APDL语言将该模型嵌入ANSYS程序非线性分段弹性计算模块中,分析顶板来压、冲击载荷作用过程围岩应力演化规律.研究发现,来压过程中巷道顶角压力显著增大,高于地应力平均水平3倍以上;顶板压力在瞬时冲击荷载作用时域内基本不变,