Modelo constitutivo de daño térmico e índice de fragilidad basado en disipación de energía para roca profunda
Autores: Xu, Xiaoli; Yue, Changqi; Xu, Liqi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelo constitutivo de daño térmico e índice de fragilidad basado en disipación de energía para roca profunda
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Excavación de ingeniería
Roca
Altas temperaturas
Modelo constitutivo de daño térmico
Relación esfuerzo-deformación
Teoría de disipación de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
En la ingeniería subterránea profunda, la roca suele enfrentar un problema de alta temperatura. La relación esfuerzo-deformación de la roca bajo altas temperaturas es la base de la excavación ingenieril. Basado en la hipótesis de deformación equivalente de Lemaitre y la teoría de disipación de energía, se establece el modelo constitutivo de daño térmico de la roca. Los resultados muestran que el esfuerzo pico, la energía elástica última y la energía disipada en el pico disminuyen con el aumento de la temperatura en una función logística, lo que indica que el aumento de la temperatura agrava el deterioro de las propiedades mecánicas de la roca. En comparación con el modelo constitutivo de la roca establecido en criterios de resistencia, el modelo constitutivo de daño térmico basado en la disipación de energía refleja mejor el fenómeno de la caída del esfuerzo después del pico y describe bien toda la curva esfuerzo-deformación de la falla de la roca, lo que verifica la racionalidad del modelo. El modelo de daño mejora aún más el sistema teórico del modelo constitutivo de daño de la roca y compensa la deficiencia de que el modelo de daño tradicional no puede explicar razonablemente la naturaleza de la falla de la roca. El índice de fragilidad, definido en función del coeficiente de disminución de energía, muestra una función logística con el aumento de la temperatura, lo que tiene un buen significado físico. Analizar el fenómeno de la caída del esfuerzo de la roca desde la perspectiva de la energía es de gran importancia para comprender profundamente el mecanismo de fractura frágil de la roca.
Descripción
En la ingeniería subterránea profunda, la roca suele enfrentar un problema de alta temperatura. La relación esfuerzo-deformación de la roca bajo altas temperaturas es la base de la excavación ingenieril. Basado en la hipótesis de deformación equivalente de Lemaitre y la teoría de disipación de energía, se establece el modelo constitutivo de daño térmico de la roca. Los resultados muestran que el esfuerzo pico, la energía elástica última y la energía disipada en el pico disminuyen con el aumento de la temperatura en una función logística, lo que indica que el aumento de la temperatura agrava el deterioro de las propiedades mecánicas de la roca. En comparación con el modelo constitutivo de la roca establecido en criterios de resistencia, el modelo constitutivo de daño térmico basado en la disipación de energía refleja mejor el fenómeno de la caída del esfuerzo después del pico y describe bien toda la curva esfuerzo-deformación de la falla de la roca, lo que verifica la racionalidad del modelo. El modelo de daño mejora aún más el sistema teórico del modelo constitutivo de daño de la roca y compensa la deficiencia de que el modelo de daño tradicional no puede explicar razonablemente la naturaleza de la falla de la roca. El índice de fragilidad, definido en función del coeficiente de disminución de energía, muestra una función logística con el aumento de la temperatura, lo que tiene un buen significado físico. Analizar el fenómeno de la caída del esfuerzo de la roca desde la perspectiva de la energía es de gran importancia para comprender profundamente el mecanismo de fractura frágil de la roca.