冻融岩石损伤本构模型：内摩擦角影响研究

本文主要探讨了内摩擦角对冻融岩石损伤本构模型的影响。作者利用Weibull随机分布和损伤力学理论，深入研究了岩石在冻融过程中的变形特性。他们选择Drucker-Prager准则作为构建基础，这是一种广泛应用于岩土工程中的弹塑性本构关系，用于描述材料在剪切应力作用下的行为。 实验部分，作者通过冻融砂岩的常规三轴压缩试验获取数据，重点关注在不同冻融循环次数下砂岩的黏聚力（凝聚力）和内摩擦角的变化。这些关键参数对于理解岩石的稳定性和强度至关重要。通过Mohr应力圆分析，作者能够将理论预测与实际测试结果进行对比，以此验证所提出的损伤本构模型的有效性。 研究结果显示，基于Drucker-Prager准则得出的理论曲线与试验数据吻合良好，这证明了模型在描述冻融岩石行为上的合理性。然而，核心发现是内摩擦角对模型中的分布变量有显著影响，呈现出线性关系，尽管如此，其对整个损伤本构模型的影响相对较小。这意味着尽管内摩擦角的变化会改变某些参数的分布，但它并不是决定损伤行为的主要因素。 这项研究成果对于理解和预测冻融环境下岩石的力学行为具有实际意义，特别是对于煤田地质与勘探等领域，有助于工程师在设计和分析冻融区的岩土结构时，更准确地考虑内摩擦角的作用。同时，对于岩石本构关系的理论发展和工程应用提供了有价值的参考依据。最后，作者的研究工作得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基础研究计划以及中国矿业大学未来科学家“双一流”计划的资助，体现了该领域的学术关注和资金支持的重要性。