滨海软土蠕变特性及蠕变模型 被引量：84

1

作者 王常明 王清 张淑华 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期227-230,共4页

如何合理地描述滨海软土的蠕变规律对软土地基工程是十分重要。三轴蠕变试验研究表明,滨海相沉积的软土具有非线性蠕变的特性,双曲线型更适合其应力-应变关系。修改了Singh-Mitchell模型的应力-应变关系,建议了滨海软土的应力-应变-时... 如何合理地描述滨海软土的蠕变规律对软土地基工程是十分重要。三轴蠕变试验研究表明,滨海相沉积的软土具有非线性蠕变的特性,双曲线型更适合其应力-应变关系。修改了Singh-Mitchell模型的应力-应变关系,建议了滨海软土的应力-应变-时间关系。所提出的蠕变模型具有参数少、适用性较强的特点。 展开更多

关键词 滨海 土力学 非线性 蠕变模型 软土地基 三轴蠕变试验

下载PDF 职称材料

岩石非线性黏弹塑性蠕变模型研究及其参数识别 被引量：89

2

作者 蒋昱州 张明鸣 李良权 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期832-839,共8页

基于岩石加速蠕变阶段的力学状态特征,提出一个非线性黏滞系数的牛顿体,建立一个新的岩石非线性黏弹塑性蠕变模型,该模型能够很好地模拟岩石非线性蠕变的衰减、稳态和加速蠕变3个阶段,而且在一定条件下该模型可以蜕变为Burgers或西原模... 基于岩石加速蠕变阶段的力学状态特征,提出一个非线性黏滞系数的牛顿体,建立一个新的岩石非线性黏弹塑性蠕变模型,该模型能够很好地模拟岩石非线性蠕变的衰减、稳态和加速蠕变3个阶段,而且在一定条件下该模型可以蜕变为Burgers或西原模型;基于提出的非线性蠕变模型,推导岩石在不同恒定荷载情况下的蠕变方程,分析岩石蠕变的非线性特征。采用岩石全自动三轴流变伺服仪,对锦屏一级水电站工程左岸高边坡砂板岩和大理岩进行三轴蠕变力学试验,获得典型的岩石加速蠕变曲线。将Quasi-Newton算法(BFGS)嵌入到最小二乘法(LSM)中,提出BFGS-LSM算法,该方法能够快速准确地逼近精确解,并且不易收敛于局部极小点;采用该算法,利用获得的岩石全程三轴蠕变试验结果,对岩石非线性黏弹塑性蠕变模型参数进行辨识,辨识的结果和试验曲线吻合较好。 展开更多

关键词 岩石力学 非线性牛顿体 黏弹塑性 蠕变模型 参数识别

下载PDF 职称材料

岩石非线性黏弹塑性蠕变模型研究 被引量：58

3

作者 佘成学 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2006-2011,共6页

引进岩石时效强度理论及Kachanov损伤理论,建立以时间变量表示的岩石损伤表达式,并将其与岩石黏塑性流变参数相联系,建立包含加载时间、加载应力等变量在内的岩石黏塑性流变参数非线性表达式,代入西原模型后即建立非线性黏弹塑性蠕变模... 引进岩石时效强度理论及Kachanov损伤理论,建立以时间变量表示的岩石损伤表达式,并将其与岩石黏塑性流变参数相联系,建立包含加载时间、加载应力等变量在内的岩石黏塑性流变参数非线性表达式,代入西原模型后即建立非线性黏弹塑性蠕变模型。当岩石受到的应力大于岩石长期强度时,岩石即出现损伤,岩石内部的微结构发生变化,岩石的黏塑性流变参数将随时间非线性变化。将建立的模型编入有限元计算程序,并进行数值试验,结果表明所建立的非线性黏弹塑性蠕变模型,可以统一描述软岩和硬岩的蠕变破坏过程,既可以描述软岩在加速蠕变阶段的渐变破坏过程,又可以描述硬岩在加速蠕变阶段的陡然破坏过程,具有广泛的适应能力。将大理岩、盐岩的蠕变破坏试验结果与计算模拟结果进行对比,两者基本吻合,从而验证了模型的正确性。这些成果表明所建模型将具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 岩石力学 损伤 非线性蠕变模型

下载PDF 职称材料

沥青混合料非线性蠕变模型及其参数确定 被引量：18

4

作者 张久鹏 黄晓明 高英 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期24-27,55,共5页

根据沥青混合料3阶段的蠕变特性和混合料全过程应力-应变曲线,对Burgers模型中的粘弹性弹簧进行改进,认为其弹性模量随应变增大而减小;推导了非线性蠕变模型的本构方程,给出了蠕变应变、蠕变速度和蠕变加速度的解析表达式;进行了模型稳... 根据沥青混合料3阶段的蠕变特性和混合料全过程应力-应变曲线,对Burgers模型中的粘弹性弹簧进行改进,认为其弹性模量随应变增大而减小;推导了非线性蠕变模型的本构方程,给出了蠕变应变、蠕变速度和蠕变加速度的解析表达式;进行了模型稳定性分析,给出了模型稳定条件和蠕变破坏时间的定义;运用最小二乘法原理,建立了模型参数的确定方法;最后通过两个实例验证了模型的准确性和适用性。研究结果表明,非线性蠕变模型较好地反映了沥青混合料3阶段的蠕变过程,蠕变破坏时间也可作为研究沥青混合料蠕变性能的一个新指标。 展开更多

关键词 道路工程 沥青混合料 非线性蠕变模型 稳定性 参数确定

下载PDF 职称材料

软岩现场流变试验及非线性分数阶蠕变模型 被引量：21

5

作者 刘泉声 罗慈友 +3 位作者 彭星新 刘鹤 陈磊 潘玉丛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1348-1356,共9页

软弱岩体的流变力学特性研究对于保证矿井软岩巷道围岩的稳定性具有重要的意义,有必要进行软弱岩体的现场流变试验及其本构模型的研究工作。首先进行了煤矿软岩巷道底板大体积软弱岩体的现场分级加载压缩蠕变试验,其后引入分数阶微积分... 软弱岩体的流变力学特性研究对于保证矿井软岩巷道围岩的稳定性具有重要的意义,有必要进行软弱岩体的现场流变试验及其本构模型的研究工作。首先进行了煤矿软岩巷道底板大体积软弱岩体的现场分级加载压缩蠕变试验,其后引入分数阶微积分理论,采用Abel黏壶元件替代传统Burgers流变模型中的粘弹性体(即Kelvin体),并基于现场岩体流变试验结果中岩体试样在加速蠕变阶段的变形特征,在改进后的Burgers模型上串联上非线性黏塑性体(即NAVPB),建立了现场软弱岩体的非线性分数阶蠕变模型,最后基于岩体试样的流变试验数据,进行了非线性分数阶蠕变模型和Burger模型的参数拟合与对比分析。软弱岩体现场流变试验结果表明:岩体试样是否发生加速蠕变与加载的应力水平有关,其蠕变存在加速蠕变应力阈值,应力不大于该阈值时,岩体试样蠕变只发生衰减蠕变阶段和稳定蠕变阶段,且稳定蠕变阶段变形速率不为零;应力大于该阈值时,岩体试样经历完整的衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变3阶段并最终发生破坏,且存在加速蠕变启动时间点。模型参数拟合及对比结果表明:提出的软弱岩体非线性分数阶蠕变模型结构较为简单,相较于Burgers模型,能较好地描述现场软弱岩体包括加速蠕变阶段在内的全阶段蠕变特征。 展开更多

关键词 软弱岩体 现场流变试验 分数阶 非线性蠕变模型

下载PDF 职称材料

考虑围岩蠕变全过程与扩容的深埋隧洞非线性位移解 被引量：19

6

作者 蔡燕燕 张建智 +1 位作者 俞缙 陈士海 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1831-1839,共9页

深埋隧洞围岩变形是一个复杂的非线性力学问题,其中岩石的蠕变全过程和扩容是两个重要的影响因素。引入扩容角考虑塑性体积变化的影响,推导Hoek-Brown屈服准则下考虑与不考虑洞周面力的深埋隧洞围岩非线性应力解。借助可描述蠕变全过程... 深埋隧洞围岩变形是一个复杂的非线性力学问题,其中岩石的蠕变全过程和扩容是两个重要的影响因素。引入扩容角考虑塑性体积变化的影响,推导Hoek-Brown屈服准则下考虑与不考虑洞周面力的深埋隧洞围岩非线性应力解。借助可描述蠕变全过程行为的河海模型,获得了围岩黏弹塑性区蠕变位移表达式。针对不同NVPB蠕变参数和不同材料参数m值情况,讨论分析了洞周面力与扩容角对隧洞洞壁蠕变位移的影响规律。结果表明:在高地应力作用下,采用非线性蠕变模型描述深埋隧洞围岩蠕变问题可获得蠕变全过程曲线;扩容角增大或洞周面力和材料参数m值减小时,相同时刻隧洞洞壁蠕变位移增大,对围岩长期稳定不利。研究结论对深埋隧洞围岩临崩预报具有一定指导意义。 展开更多

关键词 深埋隧洞 围岩 蠕变全过程 扩容 H-B屈服准则 非线性蠕变模型

下载PDF 职称材料

岩石非线性蠕变模型 被引量：16

7

作者 佘成学 崔旋 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期25-28,共4页

在西原模型的基础上,研究建立了一种新的岩石非线性蠕变模型.首先,在分析岩石宏、细观蠕变过程的基础上,提出了蠕变参数变化率概念;以此为基础,统一建立了等速蠕变和加速蠕变阶段的岩石蠕变参数变化公式.然后,利用该非线性蠕变参数以及... 在西原模型的基础上,研究建立了一种新的岩石非线性蠕变模型.首先,在分析岩石宏、细观蠕变过程的基础上,提出了蠕变参数变化率概念;以此为基础,统一建立了等速蠕变和加速蠕变阶段的岩石蠕变参数变化公式.然后,利用该非线性蠕变参数以及根据岩石的屈服软化过程,以西原模型为基础,建立了岩石的非线性弹-粘弹-粘塑性蠕变模型.最后,将单轴压缩蠕变试验结果与数值计算结果对比,验证了模型对于描述岩石全过程蠕变变形破坏的正确性. 展开更多

关键词 岩石力学 蠕变机制 非线性蠕变模型

原文传递

泥岩黏弹性剪切蠕变模型及参数辨识 被引量：16

8

作者 杨圣奇 倪红梅 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期551-557,共7页

基于泥岩黏弹性剪切蠕变试验结果,采用Burgers模型辨识获得了不同时间尺度下的泥岩黏弹性剪切蠕变参数,分析了时间尺度对泥岩黏弹性剪切蠕变模型参数的影响.结果表明,Burgers黏弹性剪切蠕变模型参数具有显著的时间尺度效应,以短期内的... 基于泥岩黏弹性剪切蠕变试验结果,采用Burgers模型辨识获得了不同时间尺度下的泥岩黏弹性剪切蠕变参数,分析了时间尺度对泥岩黏弹性剪切蠕变模型参数的影响.结果表明,Burgers黏弹性剪切蠕变模型参数具有显著的时间尺度效应,以短期内的蠕变试验数据辨识获得的蠕变模型在预测岩石长期的黏弹性蠕变特征时显著高于试验结果.基于稳态蠕变阶段的试验数据拟合获得黏滞系数η2后再确定的蠕变模型能较好地预测长期的黏弹性蠕变特征,但在时间尺度较低时与试验结果吻合得不理想,然而建立的非线性黏弹性剪切蠕变经验模型,拟合得到的误差平方和Q(0.56×10-8～1.49×10-8)显著低于Burgers黏弹性剪切蠕变模型拟合得到的Q(0.16×10-8～8.15×10-8),能够更加准确地描述岩石的黏弹性蠕变特征. 展开更多

关键词 岩石力学 非线性 黏弹性 剪切蠕变模型 时间尺度效应

原文传递

高围压高孔隙水压作用下岩石蠕变特性 被引量：15

9

作者 刘东燕 蒋海飞 +1 位作者 李东升 赵宝云 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1916-1923,共8页

对重庆某地深部砂岩进行高围压和高孔隙水压作用下分级加载蠕变试验。结果表明:加载初期的一较短时间内,孔隙水压力在一定程度上延缓轴向变形,随后整个加载过程表现为增强岩石轴向变形。相同围压下,有孔隙水压和无孔隙水压时岩石蠕变可... 对重庆某地深部砂岩进行高围压和高孔隙水压作用下分级加载蠕变试验。结果表明:加载初期的一较短时间内,孔隙水压力在一定程度上延缓轴向变形,随后整个加载过程表现为增强岩石轴向变形。相同围压下,有孔隙水压和无孔隙水压时岩石蠕变可能存在一个相同的应力强度比阀值,当应力强度比超过该阀值后便会出现加速蠕变破坏。选取三元件广义Kelvin模型描述高围压高孔隙水压作用下加载应力低于屈服应力σs时的岩石蠕变特性,效果较为理想。基于高围压高孔隙水压作用下砂岩加速蠕变试验曲线特性,采用拟合、类比的方法引入一个二元件黏塑性模型,将其与三元件广义Kelvin模型串联组成一个新的可以描述岩石加速蠕变全过程的非线性黏弹塑性蠕变模型。采用基于Quasi-Newton非线性优化算法(BFGS)的Matlab编程,实现对高围压高孔隙水作用下岩石加速蠕变全过程曲线进行辨识,对比试验曲线和模型拟合曲线,二者吻合较好,验证非线性黏弹塑性模型的正确性。 展开更多

关键词 高围压 高水压 砂岩 蠕变 非线性蠕变模型

下载PDF 职称材料

单级荷载下极软煤岩长期蠕变规律及本构模型研究 被引量：14

10

作者 王兴开 夏才初 +3 位作者 朱哲明 谢文兵 宋磊博 韩观胜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2078-2088,2098,共12页

为探究极软煤岩的长期蠕变力学特性,利用自主开发的长期三轴岩石蠕变试验系统,开展单级荷载下极软煤岩单轴和三轴蠕变特性试验。结果表明:(1)单轴蠕变下极软煤岩历时232 h发生了衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变,累积蠕变量高达3.45%,是瞬... 为探究极软煤岩的长期蠕变力学特性,利用自主开发的长期三轴岩石蠕变试验系统,开展单级荷载下极软煤岩单轴和三轴蠕变特性试验。结果表明:(1)单轴蠕变下极软煤岩历时232 h发生了衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变,累积蠕变量高达3.45%,是瞬时变形量的10.5倍;稳态蠕变速率高达8×10^(–5)~10×10^(–5)/h且长时保持不变;加速蠕变阶段最大速率高达0.043/h;蠕变全程速率变化呈现出典型的U形曲线分布特征。(2)相同轴压下,随着围压由0增大至0.6 MPa,极软煤岩抵抗长期变形的能力不断增强,表现为蠕变量显著减小、稳态蠕变速率呈数量级式大幅减小、蠕变破坏前的持续时间显著增长、蠕变与瞬时应变量的比值明显降低、加速蠕变破坏的强烈程度显著减弱。蠕变速度和蠕变量尤其对0~0.2MPa范围内的围压变化更加敏感。(3)极软煤岩的加速蠕变阶段表现为渐进式加速变形失稳,具有显著的时间过程,与普通岩石加速蠕变阶段突变式加速破裂失稳的特征不同。(4)引入关于加速蠕变启动时间的新型非线性黏塑性元件,与Burgers模型串联,建立了能描述单级荷载下极软煤岩衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变全程的非线性黏弹塑性蠕变模型;基于Levenberg-Marquardt优化算法对试验曲线进行了非线性拟合,辨识了模型参数,试验曲线与拟合曲线吻合度极高,验证了模型的正确性。该研究成果可为极软岩长期非线性大变形理论分析和支护设计提供参考。 展开更多

关键词 极软煤岩 单级荷载 长期蠕变试验 大变形 非线性蠕变模型

下载PDF 职称材料

含水炭质板岩非线性蠕变损伤模型及应用 被引量：11

11

作者 张永兴 王更峰 +3 位作者 周小平 熊晓晖 王桂林 黄达 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2012年第3期1-9,共9页

对深埋隧道炭质板岩进行高围压不同含水状态三轴蠕变试验。蠕变过程中,随着加载应力水平提高及含水量的增加,炭质板岩产生衰减、稳态及加速蠕变3阶段。将Burgers模型串联一个由非线性黏壶η(n,t)与塑性体并联而成的非线性粘塑性元件,改... 对深埋隧道炭质板岩进行高围压不同含水状态三轴蠕变试验。蠕变过程中,随着加载应力水平提高及含水量的增加,炭质板岩产生衰减、稳态及加速蠕变3阶段。将Burgers模型串联一个由非线性黏壶η(n,t)与塑性体并联而成的非线性粘塑性元件,改进后的模型可描述加速蠕变曲线。由该模型建立本构方程,拟合分析不同含水状态炭质板岩的蠕变参数,结果显示粘滞系数ηM、瞬时变形模量EM、粘弹性变形模量EK、粘弹性粘滞系数ηK随含水率增加呈指数形式递减,但递减规律并不相同。引入含水损伤变量D(w),计算得到各蠕变参数指数型含水损伤演化方程,进而建立了考虑含水损伤的非线性蠕变模型,可充分反映不同含水状态对炭质板岩的蠕变损伤特性。建立数值模型,计算不同含水状态隧道围岩时效变形规律,结果显示初期支护体系于168h左右闭合能有效限制围岩蠕变变形发展,二衬宜于初期支护闭合后360h左右施作。 展开更多

关键词 隧道 炭质板岩 非线性蠕变模型 含水损伤 围岩稳定性

下载PDF 职称材料

单裂隙砂岩蠕变模型参数时间尺度效应及颗粒流数值模拟研究 被引量：10

12

作者 胡波 杨圣奇 +1 位作者 徐鹏 田文岭 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期864-873,共10页

深部高应力环境下硬岩的蠕变变形不可忽略,尤其是裂隙岩体的蠕变变形。为研究含裂隙硬岩的长期蠕变变形行为及蠕变模型,采用高速水射流技术在红砂岩试样中预制了一条贯穿的α=45°单裂隙。确定了该裂隙岩石在围压30 MPa下的三轴压... 深部高应力环境下硬岩的蠕变变形不可忽略,尤其是裂隙岩体的蠕变变形。为研究含裂隙硬岩的长期蠕变变形行为及蠕变模型,采用高速水射流技术在红砂岩试样中预制了一条贯穿的α=45°单裂隙。确定了该裂隙岩石在围压30 MPa下的三轴压缩强度,采用单级加载方式对试样进行长期压缩蠕变试验,蠕变应力水平约为峰值偏应力的80%。试验结果表明:经历539 h(约22 d)的含45°单裂隙红砂岩只出现衰减和稳态蠕变变形,未发生加速蠕变破坏。为描述裂隙岩石的蠕变变形,在Burgers模型基础上基于有效应力原理建立了考虑损伤的蠕变模型。通过最小二乘法得到的蠕变模型参数显示出显著的时间效应,据此提出了考虑时间尺度的损伤蠕变模型,该模型可以描述裂隙岩石在不同时间尺度下的蠕变变形。最后,采用颗粒流程序PFC^(2D)对试样的三轴压缩及蠕变进行了数值模拟,数值计算结果与试验结果吻合程度较高。研究工作为进一步研究裂隙硬岩的蠕变变形和模型提供了一定的参考价值。 展开更多

关键词 裂隙岩石 蠕变模型参数 时间尺度效应 非线性蠕变模型 颗粒流模拟

下载PDF 职称材料

动静载荷作用下片麻岩蠕变实验及非线性扰动蠕变模型 被引量：8

13

作者 王俊光 梁冰 杨鹏锦 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期192-198,共7页

深部巷道围岩应力状态处于岩石强度极限邻域内,围岩会产生较大的蠕变变形,特别是深部扰动荷载对巷道围岩蠕变变形的影响更为敏感。为了研究深部岩石在扰动载荷作用下的岩石非线性蠕变特性和蠕变扰动效应,利用自行研制的岩石三轴扰动蠕... 深部巷道围岩应力状态处于岩石强度极限邻域内,围岩会产生较大的蠕变变形,特别是深部扰动荷载对巷道围岩蠕变变形的影响更为敏感。为了研究深部岩石在扰动载荷作用下的岩石非线性蠕变特性和蠕变扰动效应,利用自行研制的岩石三轴扰动蠕变试验台,以片麻岩为岩石试样,采用分级加载方式,开展静载轴压、不同扰动幅值、不同扰动频率作用下的岩石单轴压缩扰动蠕变试验,得到扰动载荷对岩石蠕变特性的影响。试验结果表明:轴压是岩石蠕变变形的主导因素,随着轴压的增加,岩石蠕变变形量逐渐增大;岩石蠕变变形量随着扰动幅值和扰动频率的增加而增大,在相同轴压和作用时间的情况下,扰动幅值对岩石蠕变变形比扰动频率明显;在相同的扰动条件下,随着轴压的增大,岩石蠕变破坏受扰动作用影响越大,当轴压大于40 MPa时,岩石蠕变受扰动影响敏感度越高;每次扰动加载后,岩石蠕变应变量出现台阶式突增,同时蠕变曲线也出现陡突现象,随着扰动幅值和扰动频率的增大,突变值越大。以试验结果分析为依据,引入非线性黏塑性扰动蠕变元件和损伤原件,并与Burgers串联,建立了岩石非线性扰动蠕变损伤复合模型。采用基于模式搜索的改进的非线性最小二乘法反演蠕变参数,并将蠕变方程计算结果与实验结果进行拟合,效果良好。 展开更多

关键词 片麻岩 扰动幅值 扰动频率 非线性蠕变模型 损伤

下载PDF 职称材料

泥页岩水化膨胀的非线性蠕变模型 被引量：7

14

作者 王萍 屈展 +2 位作者 刘易非 黄海 覃圆圆 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期117-122,共6页

泥页岩井壁岩石受到地下流体与入井流体的影响,具有明显的流变效应。根据泥页岩水化膨胀的流变力学行为,借鉴经典元件组合模型的建模思路,提出一种新的膨胀模型,将泥页岩水化膨胀蠕变过程的膨胀元件与黏性元件并联,结合非线性黏塑性体,... 泥页岩井壁岩石受到地下流体与入井流体的影响,具有明显的流变效应。根据泥页岩水化膨胀的流变力学行为,借鉴经典元件组合模型的建模思路,提出一种新的膨胀模型,将泥页岩水化膨胀蠕变过程的膨胀元件与黏性元件并联,结合非线性黏塑性体,能有效地模拟泥页岩水化膨胀的蠕变过程。该模型既能反映岩石水化膨胀后的衰减蠕变阶段和稳定蠕变阶段,又能反映岩石在高应力下的加速蠕变阶段的水化膨胀非线性蠕变过程。文中取长7泥页岩进行了蠕变试验,通过实验数据拟合发现,该模型可以很好地描述泥页岩水化膨胀后岩石的蠕变特性。 展开更多

关键词 水化膨胀 蠕变 膨胀元件 非线性蠕变模型

下载PDF 职称材料

考虑系数非定常性的成都黏土非线性蠕变本构模型 被引量：7

15

作者 任鹏 王鹏 唐印 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第4期212-218,共7页

为了研究成都黏土蠕变规律,展开固结不排水三轴蠕变试验,分析了成都黏土变形的非线性特性及参数的非定常特性。结果表明:当应力小于黏土屈服强度时,蠕变以线性变形为主,包括瞬时弹性变形和黏弹性变形;当应力大于屈服强度时,蠕变以非线... 为了研究成都黏土蠕变规律,展开固结不排水三轴蠕变试验,分析了成都黏土变形的非线性特性及参数的非定常特性。结果表明:当应力小于黏土屈服强度时,蠕变以线性变形为主,包括瞬时弹性变形和黏弹性变形;当应力大于屈服强度时,蠕变以非线性变形为主,包括黏弹塑性变形,具有显著的非线性特性;蠕变过程中,黏土的弹性模量和黏滞系数均为应力和时间的函数,具有显著的非定常特性。结合元件模型理论和分数阶导数模型理论的优点,构建了考虑弹性模量和黏滞系数非定常特性的成都黏土非线性蠕变本构模型,并对模型进行了拟合验证分析,发现蠕变模型对蠕变各阶段的拟合度较高,充分发挥了元件模型和分数阶导数模型的优点,可以很好地反映成都黏土的蠕变全过程。 展开更多

关键词 成都黏土 非线性特性 非定常特性 蠕变模型 拟合分析

下载PDF 职称材料

泥岩非线性蠕变损伤-渗透愈合耦合模型及其应用 被引量：6

16

作者 贾善坡 于洪丹 +3 位作者 伍国军 高敏 龚俊 张力伟 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期364-377,共14页

以某泥岩高放废物处置库为研究背景,根据室内试验和现场试验成果,提出了考虑泥岩应变硬化和软化以及蠕变效应的损伤判断准则和修正MohrCoulomb屈服破坏准则,建立了一种新的泥岩非线性黏弹塑性损伤模型;探讨了泥岩的渗透性演化机制,以泥... 以某泥岩高放废物处置库为研究背景,根据室内试验和现场试验成果,提出了考虑泥岩应变硬化和软化以及蠕变效应的损伤判断准则和修正MohrCoulomb屈服破坏准则,建立了一种新的泥岩非线性黏弹塑性损伤模型;探讨了泥岩的渗透性演化机制,以泥岩损伤-渗透耦合及其自愈合为主线,建立了泥岩损伤-渗流耦合模型及渗透性自愈合演化方程.然后对地下储库施工过程进行了数值模拟,研究结果表明:施工质量对围岩扰动区有明显的影响,人工掘进巷道最大损伤约为0.38,明显大于采用盾构法施工的巷道;开挖后围岩渗透率明显增大,人工掘进巷道约为原岩的109倍,盾构施工巷道约为原岩的24倍;围岩蠕变损伤在巷道施工完成初期增长速度较快,扰动区渗透率略有增大,此后愈合应力和水化学效应对围岩渗透率的影响大于蠕变损伤的影响,扰动区渗透性逐渐恢复,约3年后渗透率愈合到原岩的数量级10^(-19)m^2.所提出的模型能有效地描述泥岩水-力耦合特性,对软岩隧洞长期稳定性的预测与预报具有一定的参考意义. 展开更多

关键词 泥岩 非线性蠕变模型 损伤 自愈合 渗透性演化

原文传递

红层泥岩填料蠕变特性及分数阶五元件非线性蠕变模型研究

17

作者 余云燕 杜乾中 +2 位作者 罗崇亮 丁小刚 李永鹏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1654-1664,共11页

为揭示红层泥岩填料的蠕变力学特性,对甘肃红层泥岩填料开展分级加载三轴CU蠕变试验,分析不同含水率和偏应力水平下红层泥岩填料的轴向蠕变、蠕变速率、应力-应变等时曲线等蠕变特性。基于红层泥岩填料蠕变曲线特征分析,引入分数阶微积... 为揭示红层泥岩填料的蠕变力学特性,对甘肃红层泥岩填料开展分级加载三轴CU蠕变试验,分析不同含水率和偏应力水平下红层泥岩填料的轴向蠕变、蠕变速率、应力-应变等时曲线等蠕变特性。基于红层泥岩填料蠕变曲线特征分析,引入分数阶微积分,构建适用于甘肃红层泥岩填料的分数阶五元件非线性蠕变模型,并对模型参数进行辨识和分析。研究结果表明:甘肃红层泥岩填料存在明显的蠕变特性,呈非线性衰减蠕变,随含水率与偏应力水平增大,蠕变变形明显增大;应力-应变等时曲线呈现出非线性特征,存在明显拐点,甘肃红层泥岩填料的长期强度为瞬时强度的0.6~0.8;所构建的模型可以准确地描述甘肃红层泥岩填料的蠕变特性,对试验结果的拟合效果明显比Burgers和Merchant模型拟合效果好。 展开更多

关键词 红层泥岩填料 三轴CU蠕变试验 蠕变特性 分数阶微积分 非线性蠕变模型

下载PDF 职称材料

海相软土一维固结流变特性及模型 被引量：5

18

作者 杨超 王凯 舒伟富 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第1期28-34,共7页

通过分别加载和分级加载2种方式进行了一维固结流变试验,研究了上海海相软土一维固结流变特性和计算模型.试验结果表明：分别加载试验影响因素较多,试验结果易出现偏差,而分级加载试验结果容易得到保证;上海软土具有非线性流变特性,垂... 通过分别加载和分级加载2种方式进行了一维固结流变试验,研究了上海海相软土一维固结流变特性和计算模型.试验结果表明：分别加载试验影响因素较多,试验结果易出现偏差,而分级加载试验结果容易得到保证;上海软土具有非线性流变特性,垂直压力较低时（分别加载垂直压力低于100 kPa;分级加载垂直压力低于200 kPa）,ε-lnt曲线近似为平行直线,可直接采用对数函数描述土的流变行为;垂直压力较高时（分别加载垂直压力超过100 kPa;分级加载垂直压力超过200 kPa）,ε-lnt曲线近似为平行折线,分别加载试验和分级加载试验斜率变化分别在49 min和16 min,此时可采用分段对数函数描述土的流变行为.建议应力-应变关系采用幂函数,应变-时间关系采用双曲线函数建立流变方程,该模型能较好的描述垂直压力在400 kPa范围内上海海相软土一维固结流变分级加载全过程. 展开更多

关键词 海相软土 一维固结 非线性 流变模型

原文传递

滇中红层泥岩剪切蠕变特性及其本构模型

19

作者 李宁 张茂建 +2 位作者 张慧莉 徐诚 汪波 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3520-3529,共10页

为保障滇中红层泥岩所在区域隧洞工程的施工及长期运营安全,本文以“滇中引水工程”狮子山隧洞段的红层泥岩为研究对象,首先,采用分级加载剪切蠕变试验方法,研究其蠕变特性;其次,基于非线性流变力学理论,分别构建了触发式非定常加速元... 为保障滇中红层泥岩所在区域隧洞工程的施工及长期运营安全,本文以“滇中引水工程”狮子山隧洞段的红层泥岩为研究对象,首先,采用分级加载剪切蠕变试验方法,研究其蠕变特性;其次,基于非线性流变力学理论,分别构建了触发式非定常加速元件、非线性弹性元件及复合型黏性元件;第三,通过各元件的合理组合,建立了滇中红层泥岩的非线性、非定常蠕变模型;最后,对所建模型进行参数估计,与试验结果进行对比,验证理论模型的适用性。研究结果表明:在较低应力状态下,岩样主要表现为衰减蠕变,其中蠕变变形在总变形中的占比可达85%;而在较高应力状态下,岩样发生从衰减蠕变、等速蠕变直至加速蠕变破坏的全过程蠕变,其中蠕变变形在总变形中的占比达87%。剪应力对岩样蠕变变形具有显著影响,剪应力越高,衰减蠕变达到稳定状态所需的时间越长,蠕变变形在总变形中的占比越高。在全过程蠕变中,岩样的蠕变变形以稳态蠕变为主,其蠕变时间占总蠕变时间的80%,蠕变量占总蠕变量的51%。该蠕变模型既能完整地描述岩样从衰减到等速直至加速蠕变的全过程,同时又能克服传统模型参数取值随应力而不断变化的问题,通过一组参数就可以描述岩样在各应力状态下的蠕变变形特性。理论模型得到的结果与试验结果吻合较好,说明所建模型对于滇中红层泥岩具有较好的适用性。 展开更多

关键词 滇中红层泥岩 蠕变特性 非定常加速元件 非线性蠕变模型 参数辨识

下载PDF 职称材料

深部三场环境下页岩蠕变模型的建立与试验 被引量：4

20

作者 王艳春 王永岩 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第27期60-65,共6页

针对深部环境的复杂性,建立了温度-应力-化学三场共同作用下页岩试样蠕变模型,并探讨了其作用机制。研究表明:页岩在复杂环境下蠕变特性的温度效应和pH值化学效应明显,同一级应力水平下温度越高或者化学酸碱性越强,页岩的瞬时应变、蠕... 针对深部环境的复杂性,建立了温度-应力-化学三场共同作用下页岩试样蠕变模型,并探讨了其作用机制。研究表明:页岩在复杂环境下蠕变特性的温度效应和pH值化学效应明显,同一级应力水平下温度越高或者化学酸碱性越强,页岩的瞬时应变、蠕变应变及蠕变速率越大,达到稳态蠕变阶段的时间也明显延长。pH值对蠕变特性影响程度比温度的影响更明显。采用非线性元件代替常规线性元件,得到了页岩在深部环境下非线性黏弹塑性蠕变模型,该模型符合深部实际情况,能较好地模拟页岩在深部复杂环境下蠕变,从而求出模型参数。通过试验数据和拟合曲线吻合情况,验证了本模型的正确性。 展开更多

关键词 深部环境 页岩 温度-应力-化学三场共同作用 蠕变特性 非线性蠕变模型

原文传递