Page 13 - 2022年第53卷第4期

（1）将初始控制轴压代入 0 次干湿循环可知，对于干燥工况下的岩石，3.24 MPa 所对应的损伤变
量为 0.000 39，可以理解为此时岩体内部产生了量化为 0.000 39 的损伤；对于饱和工况下的岩石，
3.24 MPa 对应的损伤变量为 0.000 636，与干燥工况相比，其损伤变量增加了 38.68%。在进入下一次
干湿循环时，将采用饱和工况下的 0.000 636 进行分析。
（2）将 0 次干湿循环下累积的损伤变量 0.000 636 代入 1 次干湿循环的损伤本构模型可知，此时干
燥 工 况 下 所 对 应 的 有 效 轴 压 提 升 到 了 3.815 MPa， 在 该 轴 压 下 饱 和 工 况 所 对 应 的 损 伤 变 量 增 加 为

0.001 144，在进行下一次干湿循环时，将采用饱和工况下的 0.001 144 进行分析。由于篇幅有限，2
至 7 次干湿循环的相关推导方法是一致的，此处不再展开，所推导参数如表 3。
（3）当进行到 8 次干湿循环时，上一次累积的损伤变量已经达到了 0.070 953，此时由干燥工况下
岩体的损伤本构模型所确定的有效轴压也已经达到了 11.721 MPa，在该轴压下饱和工况所对应的损
伤为 0.195 443。在进入下一次干湿循环时，将采用饱和工况下的 0.195 443 进行分析。
（4）当进行到 9 次干湿循环时，将损伤变量 0.195 443 代入干燥工况下岩体的损伤本构模型分析可

表 4 箭穿洞危岩体损伤演化参数

干湿循环次数 有效轴压/MPa 轴压递进量/% 损伤变量累积值 损伤变量递进量/%
0 3.24 0.000636
1 3.82 17.90 0.001144 79.87
2 4.32 13.09 0.002047 78.93
3 4.88 12.92 0.003602 75.96
4 5.576 14.31 0.007743 114.96
5 6.668 19.58 0.015997 106.60
6 7.949 19.21 0.032893 105.61
7 9.555 20.20 0.070953 115.71
8 11.721 22.67 0.195443 175.45
9 15.615 33.22 崩塌 崩塌
干燥状态（应力） 饱和状态（应力） 干燥状态（损伤变量） 饱和状态（损伤变量）
20 0.5
20 0.5
18
18 0.4 16 0.4
单轴压缩强度/MPa 12 8 6 0.3 损伤变量 单轴压缩强度/MPa 12 8 6 4 0.3 损伤变量
16
14
14
10
10
0.2
0.2
0.1
0.0
0 4 2 0.1 2 0 0.0
-2
-2 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 应变×10 -3
-3
应变×10
（a） 0 次干湿循环下损伤累积 （b） 1 次干湿循环下的损伤累积
20 0.5 20 0.5
18 0.4 18 0.4
单轴压缩强度/MPa 12 8 6 0.3 损伤变量 单轴压缩强度/MPa 12 8 6 0.3 损伤变量
16
16
14
14
10
10
0.2
0.2
0.0
0 4 2 0.1 4 2 0 0.1
0.0
-2 -2
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
应变×10 -3 应变×10 -3
（c） 8 次干湿循环下的损伤累积 （d） 9 次干湿循环作用下的损伤累积
图 12 不同干湿循环次数下劣化带岩石损伤累积分析
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