La roca arcillosa, como material geológico típico de tipo cohesión⁃fricción, presenta una evolución dinámica de la cohesión y del ángulo de fricción interna durante la carga debido al deslizamiento de las partículas minerales y la deformación de la matriz arcillosa, lo que conduce a complejas leyes de endurecimiento y características de dilatancia al corte. Basado en la ley combinada de endurecimiento cohesión⁃fricción y la regla de flujo plástico no ortogonal, se construyó un modelo constitutivo tridimensional elasto-plástico no ortogonal para la roca arcillosa. Primero, utilizando el criterio de resistencia de Mohr⁃Coulomb y datos de pruebas triaxiales múltiples de la roca arcillosa, se invirtió la ley evolutiva de la cohesión y el ángulo de fricción interna durante el proceso de endurecimiento/ablandamiento, realizando una descripción cuantitativa mediante dos funciones independientes de endurecimiento/ablandamiento. En segundo lugar, se propusieron variables internas plásticas dependientes del esfuerzo, que caracterizan eficazmente el comportamiento frágil bajo baja presión confinante y el comportamiento dúctil bajo alta presión confinante de la roca arcillosa. Utilizando derivadas fraccionarias se obtuvo directamente la dirección no ortogonal de la función de rendimiento como dirección de flujo plástico, evitando así la complejidad de construir una función potencial plástica en la regla de flujo no asociada. Finalmente, se evaluó la razonabilidad del modelo mediante múltiples conjuntos de ensayos triaxiales drenados convencionales. Los resultados muestran que el modelo puede describir razonablemente el comportamiento mecánico no lineal típico de la roca arcillosa, incluyendo las características de endurecimiento/ablandamiento de la deformación, fenómenos de contracción/dilatancia al corte y la transición frágil-dúctil bajo diferentes condiciones de presión confinante, proporcionando un soporte constitutivo confiable para el análisis teórico y la simulación numérica de las propiedades mecánicas de la roca arcillosa.

roca arcillosa;modelo constitutivo;regla de flujo no ortogonal;plasticidad;endurecimiento-cohesión-fricción