MSG塑性流動理論在巖土介質(zhì)中的應(yīng)用.pdf

1、細(xì)觀、微觀破壞理論，以及材料的尺度效應(yīng)，都是當(dāng)前固體力學(xué)和材料科學(xué)研究的一個重要課題，同時也是今后一個重要的發(fā)展方向。所以將細(xì)微觀破壞理論引入巖土介質(zhì)特性的研究中有著重大意義。巖土力學(xué)作為固體力學(xué)一個重要分支，其研究的課題多為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與國防建設(shè)中的重要項目。由于巖土材料破壞是一個漸進(jìn)的過程，其局部常出現(xiàn)高應(yīng)變梯度區(qū)的應(yīng)變局部化現(xiàn)象。開展針對巖土材料的應(yīng)變梯度研究有著重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文的主要內(nèi)容是在巖石力學(xué)中引入基于

2、細(xì)觀機(jī)制的塑性應(yīng)變梯度理論(Mechanism-based Strain Gradient plasticity，以下簡稱MSG理論)，研究了其在細(xì)觀尺度下的破壞理論及尺度效應(yīng)。在以往的應(yīng)變梯度理論的研究中多是針對金屬的應(yīng)用，由于在金屬的研究過程中沒有考慮材料的可壓縮性，所以無法用于巖石介質(zhì)，本文則開展了關(guān)于巖石材料的應(yīng)變梯度塑性研究工作，主要內(nèi)容如下：
　　 (1)總結(jié)了應(yīng)變梯度理論的發(fā)展歷史，分析和歸納了前人這幾十年來關(guān)于應(yīng)

3、變梯度理論的主要研究內(nèi)容及成果。在壓痕模型的基礎(chǔ)上，對巖石介質(zhì)表現(xiàn)出來的尺度效應(yīng)進(jìn)行了研究。
　　 (2)通過對巖體屈服準(zhǔn)則、非線性理論的闡述和總結(jié)，針對選取的DP屈服準(zhǔn)則，將MSG塑性應(yīng)變梯度理論引入巖石破壞的理論研究中，采用微細(xì)觀兩種尺度分層次的研究。在微觀尺度，基于物理機(jī)制的模型，在MSG塑性應(yīng)變梯度理論基礎(chǔ)上，建立了一個基于DP屈服準(zhǔn)則的巖石材料的應(yīng)變梯度塑性增量模型。
　　 (3)在有限元分析中采用了非線性有限