近期，地质工程领域权威期刊《Bulletin of Engineering Geology and the Environment》（影响因子4.2，中科院二区期刊）发表了博士后黄天柱的研究成果《Study of sandy slate damage and parameter evolution under different stress paths》。重庆科技大学土木与水利工程学院为第一单位，黄天柱博士后为第一作者。
砂质板岩是地下工程中常见围岩类型，开挖卸荷等复杂应力路径会显著影响其力学行为，进而诱发围岩开裂、剥落甚至岩爆等灾害。以往研究多关注加载条件下岩石力学响应，而对卸荷路径下岩石内部损伤演化、强度参数及剪胀角的非线性变化缺乏系统认识，导致工程围岩稳定性预测存在偏差。本研究通过开展不同应力路径下分级循环加卸载试验，结合能量机制，建立了以塑性剪应力为内变量的强度参数（粘聚力、内摩擦角）及剪胀角非线性演化模型，并成功嵌入FLAC3D数值模拟软件。结果表明：基于破碎能定义的损伤变量呈现出初始损伤、加速损伤、快速损伤和减速损伤四个阶段。粘聚力随塑性参数增加逐渐减小，内摩擦角和剪胀角则先增大后减小。通过将参数演化模型融入应变软化/硬化Mohr-Coulomb模型，数值模拟准确再现了不同应力路径下岩石弹性、峰前应变硬化、峰后软化及残余阶段，塑性区分布与试验破坏模式高度吻合。该研究为复杂应力路径下深部地下工程围岩稳定性分析提供了理论依据，对卸荷条件下岩体力学参数合理选取及变形控制具有工程指导意义。
文章链接：https://doi.org/10.1007/s10064-025-04633-0
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