Mohr-Wedge岩石弹塑性破坏准则的应用研究

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Mohr-Wedge岩石破坏准则是Mohr-Coulomb准则的一种改进,在Vutukuri等根据莫尔包络线提出的偏微分方程的理论基础上,通过引入楔形模型求解该偏微分方程的解得到。本文以该准则弹塑性的应用为研究对象,主要考察了其适用性及偏平面上的屈服曲线。  本研究主要内容包括:⑴将该准则与Mohr-Coulomb准则和Hoek-Brown准则对比分析,结果显不,Mohr-Wedge准则与岩石三轴试验数据拟合良好,且对于某些岩石,其拟合结果略优于其他两种准则,这表明Mohr-Wedge准则在预测岩石强度时具备一定的适用性。⑵推导楔块颗粒顶角未知时的Mohr-Wedge准则,结合Indiana石灰岩三轴数据,分析楔块几何形状对Mohr-Wedge准则预测岩石强度的影响,结果表明,α取π/4时,既能保证该准则在预测岩石强度时具备一定的准确性,也方便该准则的实际应用。⑶以Python中Matplotlib绘图模块和Sympy计算模块为辅助工具,利用偏平面上的坐标变量与三维主应力空间坐标间的转换关系,再结合主应力空间的对称关系,得出Mohr-Wedge准则在偏平面上的屈服曲线,利用该屈服曲线可分析岩石材料的弹塑性状态。
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