巖石損傷理論研究進(jìn)展

龔囪，曲文峰，行鵬飛，趙奎

(1.江西理工大學(xué)，江西贛州 341000;2.新疆地礦局第一地質(zhì)大隊(duì)，新疆鄯善 838204)

巖石損傷理論研究進(jìn)展

龔囪1，曲文峰2，行鵬飛2，趙奎1

(1.江西理工大學(xué)，江西贛州 341000;2.新疆地礦局第一地質(zhì)大隊(duì)，新疆鄯善 838204)

介紹了近年來巖石損傷理論若干進(jìn)展，主要內(nèi)容包括:巖石損傷理論的基本思想及其研究方法、巖石損傷的分類、損傷變量的定義與選取、巖石損傷本構(gòu)模型的建立及其參數(shù)對(duì)巖石損傷行為的影響、不同荷載下巖石裂紋演化規(guī)律的研究、巖石損傷機(jī)理的探討，以及對(duì)巖石損傷的一些認(rèn)識(shí)。以上研究表明:首先，采用損傷力學(xué)對(duì)巖石損傷進(jìn)行研究是一種行之有效的方法。其次，損傷模型的建立是巖石損傷的核心內(nèi)容。通過室內(nèi)試驗(yàn)研究巖石在不同荷載下的損傷演化規(guī)律，有助于揭示巖石損傷機(jī)理。最后提出下一步研究的重點(diǎn)是考慮多因素巖石耦合損傷。

巖石;損傷;損傷變量;本構(gòu)模型;進(jìn)展

1 引言

巖石強(qiáng)度理論發(fā)展至今，先后經(jīng)歷了經(jīng)典強(qiáng)度理論、基于斷裂力學(xué)的強(qiáng)度理論和損傷強(qiáng)度理論三個(gè)階段。對(duì)巖石強(qiáng)度理論的研究其目的在于了解認(rèn)識(shí)巖石對(duì)外界環(huán)境的響應(yīng)。巖石損傷強(qiáng)度理論對(duì)包含大理損傷的非均勻體的RVE單元進(jìn)行研究，其強(qiáng)度準(zhǔn)則可寫為D=Dc或|Y|=Yc。采用損傷力學(xué)對(duì)巖石進(jìn)行分析的目的在于:通過引入多層次的缺陷幾何結(jié)構(gòu)，追溯從變形、損傷直至斷裂的全過程，進(jìn)而采用宏－細(xì)－微觀相結(jié)合的描述，確立參變量具有明確物理意義的數(shù)學(xué)模型，給出巖石強(qiáng)度的判定準(zhǔn)則［1］。由于，巖石作為一種天然的材料，其內(nèi)部存在大量的裂隙與孔洞，因此，采用損傷力學(xué)來研究巖石在外界作用下性能惡化已成為一熱點(diǎn)課題。

2 對(duì)巖石損傷理論的初步認(rèn)識(shí)

巖石損傷強(qiáng)度理論認(rèn)為:當(dāng)巖石處在一個(gè)與外界隔絕的系統(tǒng)中時(shí)，巖石變形破壞的本質(zhì)為不可逆能量耗散使巖石加劇損傷，從而導(dǎo)致巖石強(qiáng)度下降直至喪失。巖石損傷微觀上表現(xiàn)為結(jié)合鍵發(fā)生位錯(cuò)與破壞;細(xì)觀上表現(xiàn)為原始微裂隙擴(kuò)展貫通與微孔洞的增長(zhǎng);宏觀上為力學(xué)參數(shù)的降低，力學(xué)性能的惡化。目前，對(duì)巖石損傷的研究主要有兩種方法:一是應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)，以內(nèi)變量的方法從宏觀上處理損傷問題;另一類方法從唯象角度出發(fā)，假設(shè)損傷變量服從某一分布，從而導(dǎo)出損傷巖石本構(gòu)方程。在了解巖石損傷強(qiáng)度理論基本思想及研究方法的基礎(chǔ)上，我們有必要對(duì)何謂巖石損傷，巖石損傷分類方面進(jìn)行回顧。參考文獻(xiàn)［2，3］將損傷定義為在外載和環(huán)境作用下，由于細(xì)觀結(jié)構(gòu)的缺陷孕育、擴(kuò)展、貫通，引起的材料或結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能劣化過程。因此，對(duì)于巖石的損傷可理解為因外界因素的作用，巖石力學(xué)性能不斷降低直至完全破壞的過程。谷德振院士曾明確指出，巖體形成可分為兩個(gè)過程，即建造過程與改造過程［4］，巖石作為巖體的一個(gè)組成部分同樣是經(jīng)受過變形、遭遇過破壞的，其內(nèi)部已存在大量的節(jié)理、裂隙、孔洞等。所以對(duì)巖石損傷的分類也考慮這兩方面的因素。參考文獻(xiàn)［5］將巖石初始狀態(tài)定義為基準(zhǔn)損傷，把裂隙孔洞的發(fā)展、貫通視為正損傷，將裂隙孔洞的閉合歸為負(fù)損傷。參考文獻(xiàn)［6］考慮到溫度較高時(shí)，熱線彈性理論已不適用于巖石，提出了熱損傷的概念。參考文獻(xiàn)［7］提出了凍融損傷、受荷損傷與總損傷的概念。對(duì)于工程問題筆者認(rèn)為，那些與人類活動(dòng)沒有取得聯(lián)系的賦存在一定環(huán)境下的巖體(石)，其內(nèi)部在建造和改造的兩過程中形成的的損傷可稱為內(nèi)損傷;而那些因人類活動(dòng)引起巖體(石)的再損傷，可統(tǒng)稱為外損傷。顯然，我們研究損傷的重點(diǎn)是外損傷。引起巖石外損傷的因素主要表現(xiàn)為巖體賦存環(huán)境的改變，因此我們又可根據(jù)引起巖體(石)損傷的主要因素再次將外損傷細(xì)分。例如，巖體卸載時(shí)，一方面會(huì)使原閉合裂隙張開，減小了巖石的有效面積，加劇了巖石的損傷，我們可將這部分損傷稱為卸荷損傷;另一方面卸荷改變了地下水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，降低了巖石物化性能，這部分損傷可稱為滲流損傷。同理我還可定義熱損傷、凍融損傷、爆破損傷等。對(duì)巖石損傷進(jìn)行分類細(xì)化，有助我們明確研究目標(biāo)、了解現(xiàn)有的研究成果，加深對(duì)巖石損傷的認(rèn)識(shí)。

3 損傷模型

利用損傷理論來研究巖石損傷問題，其核心內(nèi)容為在確定損傷變量的前提下，如何建立巖石損傷模型即本構(gòu)方程。從而達(dá)到對(duì)巖石損傷演化規(guī)律的研究，揭示巖石損傷的機(jī)理。對(duì)巖石損傷本構(gòu)的研究主要有兩種方法:一種是從巖石微單元強(qiáng)度隨機(jī)分布出發(fā)，建立損傷變量和應(yīng)力－應(yīng)變的關(guān)系，從而建立巖石損傷本構(gòu)模型;另一種是假設(shè)損傷變量和應(yīng)力－應(yīng)變狀態(tài)服從某種關(guān)系，從而建立巖石損傷本構(gòu)模型。參考文獻(xiàn)［13］在提出巖石微元強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，并假設(shè)微元強(qiáng)度服從Weibull分布，并且?guī)r石破壞服從Drucker－Prager準(zhǔn)則，建立了以已破壞微元體數(shù)目與總微元體數(shù)目之比為損傷變量的三維巖石損傷軟化統(tǒng)計(jì)本構(gòu)方程。參考文獻(xiàn)［14，15］考慮到基于微單元強(qiáng)度服從Weibull分布并不能反映巖石的剩余強(qiáng)度這一特征，引入了損傷修正系數(shù)q，對(duì)參考文獻(xiàn)［13］所建立的巖石損傷本構(gòu)方程進(jìn)行了修正，但并未對(duì)q值的確定在理論上沒有明確的說明。參考文獻(xiàn)［16，19］分別從Mohr－Coulomb準(zhǔn)則、Drucker－Prager準(zhǔn)則和雙剪統(tǒng)一強(qiáng)度準(zhǔn)則出發(fā)，導(dǎo)出了巖石三軸壓縮條件下巖石損傷演化方程，并重點(diǎn)討論了Weibull分布中參數(shù)m、Fo與圍壓的關(guān)系。參考文獻(xiàn)［20］以巖石破壞服從Drucker－Prager準(zhǔn)則為基礎(chǔ)，并假定損傷變量為有效應(yīng)力的函數(shù)，提出了巖石彈塑性損傷統(tǒng)計(jì)本構(gòu)模型。以上研究表明，參數(shù)m、Fo對(duì)巖石損傷軟化的影響主要表現(xiàn)在巖石峰值后曲線的形態(tài)，對(duì)峰前應(yīng)力－應(yīng)變曲線影響不大，但同時(shí)模型不能反映巖石在不同圍壓下應(yīng)變軟硬化全過程。參考文獻(xiàn)［21］在參考文獻(xiàn)［12］的基礎(chǔ)上，假定巖石微單元服從正態(tài)分布，建立了不同圍壓下巖石軟硬化損傷統(tǒng)計(jì)本構(gòu)方程。參考文獻(xiàn)［22］根據(jù)能量理論得到了受損傷單元承載能力計(jì)算方法以及微單元強(qiáng)度的計(jì)算方法，建立了巖石破壞全過程的軟硬化特性相互轉(zhuǎn)化的損傷統(tǒng)計(jì)本構(gòu)模型。

其它方面，參考文獻(xiàn)［23］在已有巖石損傷模型的基礎(chǔ)上，通過建立材料參數(shù)m、F、E與溫度的關(guān)系，得到了以室溫表征不同溫度作用下粗砂巖的熱損傷本構(gòu)方程。在參考文獻(xiàn)［24］利用連續(xù)損傷理論與概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論，建立了高溫凍土的單軸隨機(jī)損傷本構(gòu)模型。參考文獻(xiàn)［25］采用多項(xiàng)式擬合得到了損傷變量與溫度的關(guān)系，從而得到了一維熱－力(TM)耦合彈脆性損傷本構(gòu)方程。參考文獻(xiàn)［26］在假定鹽巖微單元服從Weibull分布的基礎(chǔ)上，認(rèn)為Weibull分布中參數(shù)m與分維數(shù)Df成線性關(guān)系，并且為溫度T的次函數(shù)，建立了溫度－應(yīng)力耦合下的鹽巖損傷方程。參考文獻(xiàn)［27］首先通過擬合得到了損傷變量與溫度的函數(shù)關(guān)系，導(dǎo)出了考慮氣體壓力和熱應(yīng)力的鹽巖彈塑性本構(gòu)方程，然后利用氣體質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程分別得到了氣體滲透方程和氣體的微分形式的能量方程，最后得到了鹽巖在地應(yīng)力－注－采氣壓力和溫度聯(lián)合作用下的溫度－滲流－應(yīng)力(THM)損傷耦合數(shù)學(xué)模型。參考文獻(xiàn)［28］考慮蠕變對(duì)黏滯系數(shù)和損傷對(duì)Burgers模型的影響對(duì)Burgers模型進(jìn)行了改進(jìn)，定義損傷變量為蠕變應(yīng)變的函數(shù)，得到了鹽巖三維蠕變損傷本構(gòu)方程。參考文獻(xiàn)［29］在導(dǎo)出鹽巖溫度－應(yīng)力耦合下的損傷方程的基礎(chǔ)上，對(duì)鹽巖蠕變實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，通過在廣義Bingham蠕變模型中植入一非線性函數(shù)，并且將損傷引入加速蠕變階段，建立了鹽巖考慮溫度損傷的蠕變本構(gòu)方程。

4 室內(nèi)試驗(yàn)

上面已提到，對(duì)巖石損傷的研究主要體現(xiàn)在巖石在外界作用下的再損傷。巖石賦存環(huán)境如溫度、地下水等是造成巖石損傷的主要因素。因此，通過室內(nèi)對(duì)巖石在特定條件下?lián)p傷演化的研究更具實(shí)際意義。參考文獻(xiàn)［30］對(duì)粉砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r、輝綠巖分別在蒸餾水、飽和%硝酸溶液進(jìn)行了循環(huán)凍融試驗(yàn)，通過觀測(cè)巖樣質(zhì)量、單軸抗壓強(qiáng)度的變化對(duì)不同溫度下巖石損傷機(jī)制進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)表明:水環(huán)境下，粉砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r損傷模式為片落，輝綠巖表現(xiàn)出裂紋模式;在酸性條件下，粉砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r作者將其損傷模式定義為顆粒損失模式。參考文獻(xiàn)［31，34］對(duì)不同凍結(jié)溫度、不同初始損傷和不同含水狀態(tài)下巖石內(nèi)部細(xì)觀損傷擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行了研究。研究表明:對(duì)于硬巖，在凍結(jié)過程中，凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)巖樣損傷惡化在初期有一定的影響;而對(duì)于孔隙率、含水率高的軟巖，凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)損傷部位影響明顯;水分遷移和水、冰相變引起的體積膨脹是砂質(zhì)泥巖產(chǎn)生損傷的主要原因;初始損傷狀態(tài)與初始飽水狀態(tài)將決定凍融損傷的程度。參考文獻(xiàn)［35］對(duì)大理巖在飽水與干燥巖樣進(jìn)行循環(huán)凍融試驗(yàn)，通過分析巖樣的質(zhì)量、幾何尺寸及超聲波波速的變化，總結(jié)了在循環(huán)凍融下大理巖的力學(xué)特性:凍融后巖樣微裂隙擴(kuò)展，巖樣力學(xué)性能降低，表現(xiàn)為波速的降低巖樣破壞逐步向延性破壞轉(zhuǎn)化。參考文獻(xiàn)［36］完成了對(duì)含有單一裂紋的巖石在負(fù)溫條件下的加卸載損傷破壞機(jī)理的研究，實(shí)驗(yàn)表時(shí):凍結(jié)裂隙巖石在卸圍壓時(shí)其破壞具有突發(fā)性，且最終破壞面已裂隙的產(chǎn)狀有關(guān)。綜上，在凍融條件下巖石損傷是一復(fù)雜的過程，它不僅受巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、物化性質(zhì)等因素的影響，而與溫度、凍融溫度以及初始損傷狀態(tài)密切相關(guān)。一方面，溫度下降至冰點(diǎn)過程中，水由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變同時(shí)將產(chǎn)生膨脹拉應(yīng)力，特別是對(duì)于某些強(qiáng)度較弱的巖石顆粒具有破壞作用，使巖石產(chǎn)生新的損傷;另一方面，當(dāng)水融化時(shí)，水的遷移會(huì)造成局部損傷區(qū)域裂隙相互貫通加劇巖石的損傷。

巖石在不同應(yīng)力條件下表現(xiàn)出來的宏觀力學(xué)效應(yīng)是巖石內(nèi)部微裂紋斷裂、擴(kuò)展、貫通及相互作用的體現(xiàn)。參考文獻(xiàn)［37，39］對(duì)砂巖進(jìn)行了單軸、三軸壓縮CT實(shí)時(shí)試驗(yàn)，得到了不同荷載下巖石微孔洞壓密、微裂發(fā)生、分叉、發(fā)展、斷裂全過程CT圖像，并將巖石損傷過程分為五個(gè)階段，從細(xì)觀上提供了研究巖石破壞機(jī)理的方法。參考文獻(xiàn)［40］進(jìn)行了三軸壓縮下巖石損傷演化CT實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明:紅砂巖具有典型的初始損傷特征，并且其損傷演化都具有不均勻性。參考文獻(xiàn)［41］對(duì)砂巖進(jìn)行了單軸循環(huán)加卸載試驗(yàn)，認(rèn)為脆性巖石的循環(huán)加卸載過程是巖石損傷累積的過程，不論是軸向應(yīng)變還是側(cè)向應(yīng)變的絕對(duì)損傷參數(shù)隨循環(huán)步的增大而增大。參考文獻(xiàn)［42］進(jìn)行了兩級(jí)應(yīng)力水平的循環(huán)荷載CT試驗(yàn)，研究了同個(gè)循環(huán)周期內(nèi)不同應(yīng)力水平時(shí)的CT數(shù)差別，以及不同循環(huán)荷載上限應(yīng)力水平CT數(shù)的變化。參考文獻(xiàn)［43］對(duì)花崗巖進(jìn)行了常規(guī)三軸壓縮、保持軸向應(yīng)變和保持軸向應(yīng)力的卸圍壓試驗(yàn)，研究表明:脆性巖石在不同應(yīng)力路徑和不同加載方式下的損傷破壞主要由側(cè)向損傷引起，軸向損傷的發(fā)展規(guī)律的不同是造成巖石不同破壞形式的主要原因。參考文獻(xiàn)［44］進(jìn)行了保持軸壓不變卸圍壓的砂巖損傷破壞機(jī)理研究，得到了卸荷全過程裂紋演化CT圖像，研究表明:砂巖卸荷損傷演化具有局部化現(xiàn)象，同時(shí)裂紋發(fā)展有一遲滯階段。參考文獻(xiàn)［45］對(duì)含單一裂紋的花崗巖進(jìn)行了卸圍壓實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明:新裂紋主要發(fā)生在已有裂紋附近的應(yīng)力集中區(qū)，并且其寬度隨圍壓的卸除而成非線性增長(zhǎng)。參考文獻(xiàn)［46］對(duì)砂巖進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)，得到了砂巖的疲勞損傷特性曲線，并從聲學(xué)的角度對(duì)該曲線進(jìn)行了解釋;其次，該文還對(duì)不同類型砂巖的疲勞損傷特性進(jìn)行了對(duì)比分析，得到了它們聲學(xué)特性。從以上研究我們可以發(fā)現(xiàn):目前，巖石損傷室內(nèi)試驗(yàn)取得了一定的成果，主要集中不同應(yīng)力條件下微裂紋演化規(guī)律上，從而達(dá)到在細(xì)觀上解釋了巖石在某些特定環(huán)境下的宏觀力學(xué)行為。

5 巖石損傷的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)

采用損傷力學(xué)對(duì)巖石進(jìn)行研究，其目的是了解認(rèn)識(shí)巖石在外環(huán)境影響下性能退化的機(jī)理。在微觀尺度下，巖石的損傷由微應(yīng)力累積與連接破壞引起;在細(xì)觀尺度下，巖石的損傷表現(xiàn)為微裂紋、微孔洞的增長(zhǎng)與貫通;在宏觀尺度下，巖石損傷是指巖石內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展。在微觀和細(xì)觀下，我們可以用細(xì)觀水平的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的損傷變量來對(duì)巖石損傷進(jìn)行研究;在宏觀下，我們常用斷裂力學(xué)變量對(duì)巖石損傷進(jìn)行研究。對(duì)巖石損傷的研究其核心內(nèi)容為巖石損傷本構(gòu)方程的建立，而損傷本構(gòu)方程的建立首先必須定義損傷變量，損傷變量體現(xiàn)了巖石損傷的機(jī)理。前面已提及，當(dāng)前損傷變量的定義在宏觀上以彈性常數(shù)、超聲波等為代表，細(xì)觀上以有效面積、裂紋密度、孔隙率等為代表。細(xì)觀損傷變量反映得是巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的情況，但不能直接與宏觀力學(xué)參量建立聯(lián)系;而宏觀損傷變量雖易于工程應(yīng)用，但難于建立與巖石內(nèi)部微裂隙、微孔洞的產(chǎn)生、擴(kuò)展、貫通規(guī)律之間的聯(lián)系。更為重要的是在大部對(duì)分巖石損傷的研究中，損傷應(yīng)變能釋放率不得不定義為損傷的函數(shù)。但損傷應(yīng)變能釋放率受控于巖石本身，并不隨巖石的損傷變化而變化。因此，對(duì)損傷變量的選取一方面要易于觀測(cè)測(cè)量，另一方面要能揭示巖石內(nèi)微裂隙、微孔洞的發(fā)展對(duì)巖石性能的影響。在巖石統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)方程方面，筆者認(rèn)為現(xiàn)在的統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型存在兩個(gè)問題。第一，現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型存有幾何損傷的影子，認(rèn)為巖石一受載巖石內(nèi)微裂隙就擴(kuò)展微洞就增加，并且都失去承載能力。第二，不論微單元服從正態(tài)分布還是Weibull分布，對(duì)于微單元強(qiáng)度的確定大部分研究都是基于某種巖石破壞準(zhǔn)則，而巖石的再損傷通常認(rèn)為始于巖石的屈服點(diǎn)，由此造成統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型中巖石損傷起始點(diǎn)與常理不符這一矛盾。以上兩方面，可歸納為未考慮巖石損傷閥值對(duì)巖石損傷模型的影響。參考文獻(xiàn)［47］在進(jìn)行巖石疲勞損傷試驗(yàn)時(shí)，在細(xì)觀尺度上證實(shí)了巖石存在損傷門檻值。參考文獻(xiàn)［48，49］通過對(duì)砂巖的單軸壓縮CT實(shí)驗(yàn)，從機(jī)制上解釋了損傷門檻值的存在，并對(duì)該門檻值進(jìn)行了計(jì)算，給出了巖石峰值前分段損傷本構(gòu)關(guān)系。參考文獻(xiàn)［50］考慮了損傷閥值對(duì)巖石微單元強(qiáng)度的度量方法，建立了考慮損傷閥值影響的巖石軟化統(tǒng)計(jì)損傷演化模型，而有該模型能體現(xiàn)不同應(yīng)力條件下巖石損傷起點(diǎn)不同的特性。從上可以看出，巖石只有在外界作用達(dá)到一定時(shí)才會(huì)產(chǎn)生損傷，考慮損傷閥值對(duì)巖石損傷力學(xué)行為的研究具有積極的意義。

6 趨勢(shì)與展望

自1976年，Dougill將損傷力學(xué)引入巖石力學(xué)以來，對(duì)巖石損傷的研究已成為巖石力學(xué)領(lǐng)域的熱門課題。巖石的損傷是一復(fù)雜的漸進(jìn)的過程，其損傷發(fā)展受到其賦存環(huán)境的影響。現(xiàn)有的巖石損傷研究主要體現(xiàn)在單一應(yīng)力狀態(tài)下巖石損傷本構(gòu)模型以及細(xì)觀尺度下巖石損傷機(jī)理上，因此，加強(qiáng)多重環(huán)境條件下巖石耦合損傷的研究，特別是溫度－滲流－應(yīng)力耦合作用下巖石損傷行為與機(jī)制的研究是當(dāng)務(wù)之急。其次，對(duì)于地下工程由于其服務(wù)年限長(zhǎng)，對(duì)蠕變引起巖石損傷的也是一重要的研究?jī)?nèi)容。巖石損傷是非線性的，把非線性科學(xué)如分形、混沌、分叉等應(yīng)用到巖石損傷的研究，最終得到微－細(xì)－宏多層次耦合的巖石損傷強(qiáng)度理論是巖石工作者的下一目標(biāo)。

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［11］賴勇，張永興.巖石宏、細(xì)觀損傷復(fù)合模型及裂紋擴(kuò)展規(guī)律研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，27(3):534－542.

［12］曹文貴，張升，趙明華.基于新型損傷定義的巖石損傷統(tǒng)計(jì)本構(gòu)模型探討［J］.巖土力學(xué)，2006，27(1):41－46.

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［21］曹文貴，莫瑞，李翔.基于正態(tài)分布的巖石軟硬化損傷統(tǒng)計(jì)本構(gòu)模型及其參數(shù)確定方法探討［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2007，29 (5)，671－675.

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［23］邵宏甫.單軸壓縮下粗砂巖熱損傷統(tǒng)計(jì)本構(gòu)模型［J］.西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29(6):702－706.

［24］賴遠(yuǎn)明，李雙洋，高志華，等.高溫凍結(jié)粘土單軸隨機(jī)損傷本構(gòu)模型及強(qiáng)度分布規(guī)律［J］.冰川凍土，2007，29(6):969－976.

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［28］陳衛(wèi)忠，王者超，伍國軍，等.鹽巖非線性蠕變損傷本構(gòu)模型及其工程應(yīng)用［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2007，26(3):467－472.

［29］胡其志，馮夏庭，周輝.考慮溫度損傷的鹽巖蠕變本構(gòu)關(guān)系研究［J］.巖土力學(xué)，2009，30(8):2245－2248.

［30］張繼周，繆林昌，楊振峰.凍融條件下巖石損傷劣化機(jī)制和力學(xué)特性研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，27(8)，1688～1694.

［31］楊更社，張全勝，蒲毅彬.凍結(jié)溫度對(duì)巖石細(xì)觀損傷擴(kuò)展特性影響研究初探［J］.巖土力學(xué)，2004，25(9):1409－1412.

［32］張淑娟，賴遠(yuǎn)明，蘇新民，等.風(fēng)火山隧道凍融循環(huán)條件下巖石損傷擴(kuò)展室內(nèi)模擬研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2004，23(24):4105－4111.

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［34］楊更社，蒲毅彬，馬巍.寒區(qū)凍融環(huán)境條件下巖石損傷擴(kuò)展研究探討［J］.實(shí)驗(yàn)力學(xué)，2002，17(2):220－226.

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［36］任建喜.凍結(jié)裂隙巖石加卸載破壞機(jī)理CT實(shí)時(shí)試驗(yàn)［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2004，26(5):641－644.

［37］任建喜，葛修潤(rùn)，楊更社.單軸壓縮巖石損傷擴(kuò)展細(xì)觀機(jī)理CT實(shí)時(shí)試驗(yàn)［J］.巖土力學(xué)，2001，22(2):130－133.

［38］任建喜.三軸壓縮巖石細(xì)觀損傷擴(kuò)展特性CT實(shí)時(shí)檢測(cè)［J］.實(shí)驗(yàn)力學(xué)，2001，16(4):387－394.

［39］楊更社，謝定義，張長(zhǎng)慶，等.巖石損傷擴(kuò)展力學(xué)特性的CT分析［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1999，18(3):250－254.

［40］任建喜.三軸壓縮巖石損傷擴(kuò)展細(xì)觀機(jī)理及其本構(gòu)模型［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2001，26(6):578－583.

［41］周家文，楊興國，符文熹，等.脆性巖石單軸循環(huán)加卸載試驗(yàn)及斷裂損傷力學(xué)特性研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，29(6):1172－1183.

［42］李樹春，許江，楊春和，等.循環(huán)荷載下巖石損傷的CT細(xì)觀試驗(yàn)研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28(8):1604－1609.

［43］朱澤奇，盛謙，張占榮.脆性巖石側(cè)向變形特征及損傷機(jī)理研究［J］.巖土力學(xué)，2008，29(8):2137－2143.

［44］任建喜，葛修潤(rùn)，蒲毅彬，等.巖石卸荷損傷演化機(jī)理CT實(shí)時(shí)分析初探［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2000，19(6):697－701.

［45］任建喜，葛修潤(rùn).裂隙花崗巖卸載損傷破壞全過程CT實(shí)時(shí)試驗(yàn)［J］.自然科學(xué)進(jìn)展，2003，13(3):275－280.

［46］樊秀峰，簡(jiǎn)文彬.砂巖疲勞特性的超聲波速法試驗(yàn)研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，27(3):557－563.

［47］葛修潤(rùn)，任建喜，蒲毅彬，等.巖石疲勞損傷擴(kuò)展規(guī)律CT細(xì)觀分析初探［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2001，23(2):191－195.

［48］尹小濤，黨發(fā)寧，丁衛(wèi)華，等.基于單軸壓縮CT實(shí)驗(yàn)的砂巖破損機(jī)制［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2006，25(S2):3891－3897.

［49］任建喜，葛修潤(rùn).單軸壓縮巖石損傷演化細(xì)觀機(jī)理及其本構(gòu)模型研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2001，20(4):425－431.

［50］曹文貴，趙衡，張玲，等.考慮損傷閥值影響的巖石損傷統(tǒng)計(jì)軟化本構(gòu)模型及其參數(shù)確定方法［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，27(6):1148－1154.

Progress of Theoretical Research of Rock Damage

Gong Cong1，QU Wen－Feng2，XING Peng－Fei2，ZHAO Kui1

(1.Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou，China 341000;
2.The First Geological Unit，Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources，Shanshan，Xinjiang，China 838204)

Some progresses about rock damage theory in resent years，including the basic ideas and research methods of rock damage theory，the classification of rock damage，the definition and selective of damage variable，the establishment of rock damage constitutive model，and also it＇s parameter that impact on rock damage conduct，the law of rock evolution researches under different loads，the investigations of rock damage mechanism，the acquaintances of rock damage are introduced in this article.Above studies show that: Firstly，adopting damage mechanics to study the rock damage is an effective method;Secondly，building the constitutive model is the key content to study the rock damage.Studying the evolution laws and mechanism of rock under different load in the laboratory can help to reveal the rock damage mechanism.Finally，rock coupling damage under multifactor is the key issue which needs to be further studied.

rock;damage;damage variable;constitutive model;progress

TD313

A

1009－3842(2011)01－0007－05

2010－11－03

“十一五”國家科技支撐計(jì)劃資助課題(課題名稱:邊坡巖體損傷局部化機(jī)理研究。課題編號(hào):2008BAB32B03)

龔囪(1985－)，男，漢族，江西南昌人，研究生，主要從事巖石損傷方面研究，E－mail:gongcong041@163.com