砂巖單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)及對(duì)西原本構(gòu)模型的改進(jìn)
發(fā)布時(shí)間:2021-04-03 02:43
為研究含水隧道圍巖在荷載作用下時(shí)效變形規(guī)律及破壞機(jī)理,以京沈高鐵紅山隧道為工程背景,采用MTS815.02多功能伺服試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)該隧道圍巖(砂巖)進(jìn)行單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn).通過(guò)浸水時(shí)間來(lái)模擬巖石試樣不同含水率,并引入彈性體修正系數(shù)對(duì)Kelvin模型進(jìn)行改進(jìn),得到非線性黏彈性體蠕變方程,并替換西原模型中的經(jīng)典Kelvin體,得到考慮含水影響的新型蠕變本構(gòu)模型.結(jié)果表明:考慮含水影響的非線性蠕變模型能夠較為準(zhǔn)確地描述砂巖蠕變?nèi)^(guò)程;模型曲線與試驗(yàn)曲線貼近度較高,相關(guān)系數(shù)均在0.95以上,驗(yàn)證了本文模型的準(zhǔn)確性與合理性.可為類(lèi)似工程提供理論和試驗(yàn)依據(jù).
【文章來(lái)源】:蘭州工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2020,27(05)
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
不同含水率砂巖單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線
根據(jù)單軸蠕變曲線繪制砂巖試樣的等時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線,如圖3所示(含水率w=0.63%).由圖3可以看出:等時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線是由1簇連續(xù)曲線構(gòu)成,且不同含水率情況下均存在1個(gè)特定荷載,使該荷載左右兩邊曲線表現(xiàn)出不同分布狀態(tài),即該特定荷載左邊曲線緊湊密實(shí),近似滿(mǎn)足線性分布規(guī)律,而該特定荷載右邊曲線松散發(fā)散,非線性逐漸增強(qiáng),則稱(chēng)該荷載點(diǎn)為巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度σs,故試樣長(zhǎng)期強(qiáng)度為70 MPa.
式中:Δ=t-ta,ta為巖石開(kāi)始進(jìn)入加速蠕變階段的時(shí)刻;εa為蠕變進(jìn)入加速階段的起始應(yīng)變,其所對(duì)應(yīng)的時(shí)間ta即為蠕變進(jìn)入加速階段的起始時(shí)間,均可由蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果得到.當(dāng)ε<εa,ω=0時(shí),黏壺應(yīng)變觸發(fā)器未發(fā)揮作用,模型退化為傳統(tǒng)西原模型,其蠕變方程為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軟巖非線性黏彈塑性蠕變模型及參數(shù)識(shí)別[J]. 舒志樂(lè),劉?h,黃山,魏于航,趙寶云. 采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]鹽巖蠕變特性及其非線性本構(gòu)模型[J]. 王軍保,劉新榮,郭建強(qiáng),黃明. 煤炭學(xué)報(bào). 2014(03)
[3]分?jǐn)?shù)階黏彈塑性蠕變模型試驗(yàn)研究[J]. 吳斐,謝和平,劉建鋒,邊宇,裴建良. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]高圍壓高水壓條件下巖石非線性蠕變本構(gòu)模型[J]. 蔣海飛,劉東燕,趙寶云,李東升. 采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[5]考慮含水劣化的泥質(zhì)粉砂巖單軸蠕變特性研究[J]. 黃明,劉新榮,鄧濤. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(03)
[6]改進(jìn)西原模型的三維蠕變本構(gòu)方程及其參數(shù)辨識(shí)[J]. 齊亞靜,姜清輝,王志儉,周創(chuàng)兵. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2012(02)
本文編號(hào):3116458
【文章來(lái)源】:蘭州工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2020,27(05)
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
不同含水率砂巖單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線
根據(jù)單軸蠕變曲線繪制砂巖試樣的等時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線,如圖3所示(含水率w=0.63%).由圖3可以看出:等時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線是由1簇連續(xù)曲線構(gòu)成,且不同含水率情況下均存在1個(gè)特定荷載,使該荷載左右兩邊曲線表現(xiàn)出不同分布狀態(tài),即該特定荷載左邊曲線緊湊密實(shí),近似滿(mǎn)足線性分布規(guī)律,而該特定荷載右邊曲線松散發(fā)散,非線性逐漸增強(qiáng),則稱(chēng)該荷載點(diǎn)為巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度σs,故試樣長(zhǎng)期強(qiáng)度為70 MPa.
式中:Δ=t-ta,ta為巖石開(kāi)始進(jìn)入加速蠕變階段的時(shí)刻;εa為蠕變進(jìn)入加速階段的起始應(yīng)變,其所對(duì)應(yīng)的時(shí)間ta即為蠕變進(jìn)入加速階段的起始時(shí)間,均可由蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果得到.當(dāng)ε<εa,ω=0時(shí),黏壺應(yīng)變觸發(fā)器未發(fā)揮作用,模型退化為傳統(tǒng)西原模型,其蠕變方程為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軟巖非線性黏彈塑性蠕變模型及參數(shù)識(shí)別[J]. 舒志樂(lè),劉?h,黃山,魏于航,趙寶云. 采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]鹽巖蠕變特性及其非線性本構(gòu)模型[J]. 王軍保,劉新榮,郭建強(qiáng),黃明. 煤炭學(xué)報(bào). 2014(03)
[3]分?jǐn)?shù)階黏彈塑性蠕變模型試驗(yàn)研究[J]. 吳斐,謝和平,劉建鋒,邊宇,裴建良. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]高圍壓高水壓條件下巖石非線性蠕變本構(gòu)模型[J]. 蔣海飛,劉東燕,趙寶云,李東升. 采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[5]考慮含水劣化的泥質(zhì)粉砂巖單軸蠕變特性研究[J]. 黃明,劉新榮,鄧濤. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(03)
[6]改進(jìn)西原模型的三維蠕變本構(gòu)方程及其參數(shù)辨識(shí)[J]. 齊亞靜,姜清輝,王志儉,周創(chuàng)兵. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2012(02)
本文編號(hào):3116458
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