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考虑加速蠕变的岩石蠕变过程损伤模拟方法 被引量:43
1
作者 曹文贵 袁靖周 +1 位作者 王江营 翟友成 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期15-20,共6页
针对岩石蠕变的阶段性特征,在深入研究岩石蠕变力学机理基础上,将岩石蠕变过程视为线性与非线性蠕变过程的迭加,通过引入损伤理论和Kachanov损伤演化规律,构建出可反映岩石非线性蠕变过程即加速蠕变过程特征的弹塑性损伤体元件模型,将... 针对岩石蠕变的阶段性特征,在深入研究岩石蠕变力学机理基础上,将岩石蠕变过程视为线性与非线性蠕变过程的迭加,通过引入损伤理论和Kachanov损伤演化规律,构建出可反映岩石非线性蠕变过程即加速蠕变过程特征的弹塑性损伤体元件模型,将其与可较好地反映岩石线性蠕变过程即减速蠕变过程特征的Kelvin元件模型进行串联复合,建立出可反映岩石蠕变全过程尤其是加速蠕变特点的岩石蠕变模型,并提出了简单可行的模型参数确定方法,从而建立出岩石蠕变全过程的新型模拟方法;该模型或方法不仅能较好地模拟岩石从减速到加速的蠕变全过程,而且,模型参数少,易于确定.最后,通过理论与实测曲线的对比分析,表明了该模型的合理性与可行性. 展开更多
关键词 岩石力学 加速蠕变 减速蠕变 损伤 弹塑性损伤体 Kelvin体 蠕变模型
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一种改进的岩石黏弹塑性加速蠕变力学模型 被引量:24
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作者 曹平 刘业科 +2 位作者 蒲成志 陈锐 汪亦显 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期142-146,共5页
为了全面描述岩石蠕变全过程,克服线性牛顿体不能准确描述加速蠕变的不足,在引入非线性蠕变体模型基础上,结合流变力学模型理论,定义应力与试件长期强度的比值为加速蠕变速率幂级数n,模型发生加速蠕变时的总蠕变量为蠕变特征长度εc,进... 为了全面描述岩石蠕变全过程,克服线性牛顿体不能准确描述加速蠕变的不足,在引入非线性蠕变体模型基础上,结合流变力学模型理论,定义应力与试件长期强度的比值为加速蠕变速率幂级数n,模型发生加速蠕变时的总蠕变量为蠕变特征长度εc,进而得到一种改进的能够描述岩石黏弹塑性加速蠕变的力学模型。结合东乡铜矿砂质页岩单轴压缩下分级增量循环加卸载蠕变试验,对模型参数的辨识进行解释,并将该模型的蠕变拟合曲线与实验的蠕变曲线进行对比。研究结果表明:该模型能很好地描述了岩石的加速蠕变特性。 展开更多
关键词 流变模型 加速蠕变 蠕变体模型 黏弹塑性模型 长期强度 特征长度
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振动荷载作用下软土加速蠕变的微观机制研究 被引量:16
3
作者 雷华阳 卢海滨 +2 位作者 王学超 李宾 任倩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期309-316,324,共9页
研究软土加速蠕变过程中的微观结构变化可深入了解加速蠕变特性的内在机制。在对天津滨海地区软土进行多种条件下的三轴蠕变试验的基础上,利用微观定量化技术,对比静、动荷载蠕变条件下土样的微观结构,从微观角度对加速蠕变机制进行了... 研究软土加速蠕变过程中的微观结构变化可深入了解加速蠕变特性的内在机制。在对天津滨海地区软土进行多种条件下的三轴蠕变试验的基础上,利用微观定量化技术,对比静、动荷载蠕变条件下土样的微观结构,从微观角度对加速蠕变机制进行了解释。研究表明,土样产生加速蠕变后,结构单元体的丰度和复杂度降低;结构单元体形状趋向扁圆形,边缘趋于圆滑;土体颗粒在自然状态下无明显定向性,加速蠕变后其定向性显著增强。振动荷载使得蠕变程度增大,也使得土体蠕变的速率加快。研究结果揭示了土体的加速蠕变实际上是在动荷载作用下土体的内部结构不断自我调整再造的过程。 展开更多
关键词 软土 加速蠕变 孔隙 颗粒 微观结构
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滨海软黏土加速蠕变特性试验研究 被引量:4
4
作者 雷华阳 仇王维 +1 位作者 贺彩峰 王学超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期75-82,共8页
为了研究滨海软黏土加速蠕变特性,采用典型的滨海相软黏土进行室内蠕变和加速蠕变试验,研究不同围压、加荷比、振动频率、动应力比对软黏土蠕变特性的影响,并通过对比得出了不同试验条件下滨海软黏土的加速蠕变的变化规律。试验结果表明... 为了研究滨海软黏土加速蠕变特性,采用典型的滨海相软黏土进行室内蠕变和加速蠕变试验,研究不同围压、加荷比、振动频率、动应力比对软黏土蠕变特性的影响,并通过对比得出了不同试验条件下滨海软黏土的加速蠕变的变化规律。试验结果表明:滨海软黏土具有非线性应力–应变关系的流变特性,其蠕变试验曲线呈衰减型,蠕变变形大部分应变量发生在蠕变前期,变形随时间增长趋于一个定值;静载作用下,围压越大初始蠕变速率越大。初始加荷压力一致,加荷比越大破坏应力越小。循环动荷载作用下,应变在动荷载阶段变化缓慢,而动荷载结束后进入稳定阶段后应变发生突变,急剧变大最后趋于稳定;此外在不同振动频率和动应力比下试样承受荷载等级不同,均存在一个临界安全荷载,超过这个临界值试样会发生蠕变破坏现象。 展开更多
关键词 滨海软黏土 加速蠕变特性 三轴试验 循环动荷载 临界安全荷载
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基于加速蠕变改进的巷道围岩蠕变模型 被引量:3
5
作者 刘文博 张树光 +2 位作者 林晓楠 孙博一 李若木 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期124-130,共7页
为了研究流固耦合在岩石蠕变过程中的作用机制,利用MTS815. 02岩石力学试验系统,对巷道围岩(砂岩)开展蠕变试验,研究岩石在蠕变过程中的变形破坏特性,基于加速蠕变改进的蠕变模型来描述蠕变过程,采用最小二乘法识别蠕变参数,分析蠕变参... 为了研究流固耦合在岩石蠕变过程中的作用机制,利用MTS815. 02岩石力学试验系统,对巷道围岩(砂岩)开展蠕变试验,研究岩石在蠕变过程中的变形破坏特性,基于加速蠕变改进的蠕变模型来描述蠕变过程,采用最小二乘法识别蠕变参数,分析蠕变参数随应力和时间的变化过程;将自定义蠕变方程嵌入ANSYS有限元软件,数值模拟了饱和砂岩试样的流固耦合蠕变全过程。结果表明:该蠕变模型可以较好地描述岩石蠕变全过程;数值模拟结果与试验结果吻合,验证了该蠕变模型和蠕变参数随时间变化规律的正确性和合理性,可为深部工程的隧道围岩加固、灾害防治和支护设计提供依据。 展开更多
关键词 饱和砂岩 流固耦合 变参数 数值模拟 加速蠕变
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基于加速蠕变断裂试验的12%Cr钢高温螺栓安全可靠性评价研究 被引量:3
6
作者 张晓昱 欧阳杰 +2 位作者 吴楠 柯浩 张晋丽 《汽轮机技术》 北大核心 2009年第4期318-320,共3页
火力发电厂汽轮机高温螺栓是汽轮机组的重要部件,在长期运行过程中,高温螺栓要承受蠕变、疲劳及其交互作用的影响,机组的启停、振动以及螺栓的制造质量等均对螺栓的使用寿命产生重要影响。在初步了解不同运行时间段的12%Cr钢高温螺栓材... 火力发电厂汽轮机高温螺栓是汽轮机组的重要部件,在长期运行过程中,高温螺栓要承受蠕变、疲劳及其交互作用的影响,机组的启停、振动以及螺栓的制造质量等均对螺栓的使用寿命产生重要影响。在初步了解不同运行时间段的12%Cr钢高温螺栓材料性能状况的基础上,采用加速蠕变断裂试验法对运行35×104h的高温螺栓安全使用状况进行了综合评估,在评价高温部件安全可靠性方面进行了新的尝试。 展开更多
关键词 12%Cr钢高温螺栓 强度 冲击韧性 加速蠕变断裂试验
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冻结褐色泥岩非线性加速蠕变西原模型优化 被引量:5
7
作者 刘晓燕 刘路路 闫坤伐 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2017年第12期101-105,共5页
为研究冻结褐色泥岩加速蠕变特性,以陕西某煤矿主井井筒褐色泥岩为研究对象,基于不同的轴压水平,采用WDT-100冻土试验机分别在-5,-10,-15℃的负温条件下进行了单轴等载荷蠕变试验。试验结果表明:低轴压水平下的冻结褐色泥岩蠕变呈现出... 为研究冻结褐色泥岩加速蠕变特性,以陕西某煤矿主井井筒褐色泥岩为研究对象,基于不同的轴压水平,采用WDT-100冻土试验机分别在-5,-10,-15℃的负温条件下进行了单轴等载荷蠕变试验。试验结果表明:低轴压水平下的冻结褐色泥岩蠕变呈现出瞬时弹性、减速、稳定3阶段特性,高轴压水平呈现出瞬时弹性、减速、等速、加速4阶段特性,轴压水平因素对冻结褐色泥岩轴向应变增加的影响程度远大于温度因素。基于经典西原模型,串联一个带应变启动的非线性黏滞阻尼器,得到7元件优化西原模型,通过最小二乘法对模型参数进行非线性回归分析,分析结果表明,7元件优化西原模型拟合曲线与试验结果吻合良好,更适合于描述冻结褐色泥岩非线性加速蠕变特性的变化规律,对深井煤矿冻结褐色泥岩的蠕变破坏预报具有参考价值。 展开更多
关键词 冻结褐色泥岩 加速蠕变 优化西原模型 单轴等载荷蠕变试验 最小二乘法
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基于统计损伤原理的岩石加速蠕变模型研究 被引量:13
8
作者 刘文博 张树光 +2 位作者 陈雷 孙博一 路平平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1696-1704,共9页
针对现有蠕变理论模型无法较好地描述岩石黏塑性阶段的加速蠕变特性及如何确定岩石加速蠕变阶段的启动条件等问题,对取自阜新恒大煤矿深部围岩开展了室内三轴蠕变试验,分析了岩石在蠕变变形规律。为了使建立的模型不仅较好地描述岩石蠕... 针对现有蠕变理论模型无法较好地描述岩石黏塑性阶段的加速蠕变特性及如何确定岩石加速蠕变阶段的启动条件等问题,对取自阜新恒大煤矿深部围岩开展了室内三轴蠕变试验,分析了岩石在蠕变变形规律。为了使建立的模型不仅较好地描述岩石蠕变特性,也可以较好与经典蠕变曲线各阶段相对应,通过经典的蠕变变形示意定义了各个分段临界点的指标,进而建立了一种考虑加速蠕变变形的新型岩石黏弹塑性蠕变模型。结果表明:在考虑岩土类内部缺陷发育的基础上,采用统计损伤理论来构建岩石加速蠕变模型,使得试验曲线也与模型曲线具有良好的吻合度,说明了基于统计损伤原理建立的岩石加速蠕变模型,来反映岩石蠕变全过程曲线是正确的;这也证明了采用统计损伤变量和经典蠕变曲线定义的临界点指标的正确性。岩石蠕变加载过程也是一种岩石内部微元体损伤破坏的过程,在材料微观结构上表现为不可逆性。通过将蠕变曲线分阶段,来定义分段临界点的损伤变量的表达形式,结合统计损伤理论和Perzyna黏塑性模型,对传统的西原体模型进行适当的改进,建立非线性蠕变损伤模型,从而更好地体现了损伤受岩石内部应力应变状态影响和损伤演化规律。 展开更多
关键词 统计损伤理论 黏弹塑性蠕变模型 启动条件 加速蠕变 阈值
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低荷载水平下土工格栅加速蠕变试验 被引量:3
9
作者 向前勇 刘华北 +1 位作者 汪磊 张垭 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2017年第2期1-4,16,共5页
由于常规蠕变试验持续时间长,且对试验环境的温度、湿度等条件具有严格要求,因此常规蠕变试验方法耗时长、费用高;同时常规蠕变试验不能预测设计使用年限内的蠕变特性,为此提出了加速蠕变试验的短期时温叠加法。运用短期时温叠加法原理... 由于常规蠕变试验持续时间长,且对试验环境的温度、湿度等条件具有严格要求,因此常规蠕变试验方法耗时长、费用高;同时常规蠕变试验不能预测设计使用年限内的蠕变特性,为此提出了加速蠕变试验的短期时温叠加法。运用短期时温叠加法原理,通过利用室内三头电子蠕变试验机,对高密度聚乙烯(HDPE)土工格栅进行了10%,20%,30%荷载水平下3组短期蠕变试验,预测了该土工格栅在低荷载水平下的长期蠕变特性。结果表明:土工格栅在10%,20%,30%低载荷水平下的长期蠕变应变值较低,其中在10%载荷水平下的长期(106h)应变值维持在2%以内;短期时温叠加法可以用相对更短的时间来预测土工格栅的长期蠕变应变及刚度值。该研究可为工程实际应用提供依据。 展开更多
关键词 土工格栅 加速蠕变 低荷载水平 时温叠加法 长期蠕变特性
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圆形巷道围岩加速蠕变影响下冲击地压的启动条件 被引量:4
10
作者 陈国祥 郭兵兵 镐振 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3401-3407,共7页
针对高静载巷道蠕变型冲击地压现象,研究弹性区煤岩加速蠕变对巷道冲击的影响。基于等时应力应变曲线与全应力应变曲线的关系,得到了煤岩加速蠕变破坏的时效力学参数。通过分析巷道弹性区煤岩加速蠕变过程及其条件,并考虑围岩塑性区强... 针对高静载巷道蠕变型冲击地压现象,研究弹性区煤岩加速蠕变对巷道冲击的影响。基于等时应力应变曲线与全应力应变曲线的关系,得到了煤岩加速蠕变破坏的时效力学参数。通过分析巷道弹性区煤岩加速蠕变过程及其条件,并考虑围岩塑性区强度的应变软化,推导出圆形巷道围岩蠕变塑性区应力场。在此基础上,借鉴冲击地压扰动响应判别准则理论的思想,探讨了巷道围岩加速蠕变影响下的冲击启动机制,给出了冲击启动临界条件的解析解,分析了支护力和等时应力-应变曲线的割线模量比Mt对冲击临界条件的影响。结果表明:高地应力、初次支护的低支护力和煤的低单轴长期强度为巷道弹性区煤岩产生加速蠕变提供了有利条件,加速蠕变导致冲击启动通过弹性区煤岩强度的时效劣化实现;巷道所处地应力越高,弹性区煤岩只需历经较小的强度劣化,就可冲击启动;加速蠕变影响下,增大支护力对抑制冲击发生有促进作用,表现在支护力越高,弹性区煤岩需历经较大的强度劣化才可冲击启动,且启动时围岩内峰值应力较低、塑性区阻抗较大;煤岩单轴压缩峰后与峰前模量比(λ/E0)是巷道弹性区煤岩产生加速蠕变的非影响因素,但其是巷道冲击启动的重要影响因素,即巷道弹性区煤岩产生加速蠕变的临界地应力判据与模量比无关,模量比越小弹性区煤岩需历经更大程度的强度劣化才可冲击启动;抑制巷道蠕变冲击的核心在于控制弹性区煤岩不满足产生加速蠕变的条件。 展开更多
关键词 蠕变冲击 加速蠕变 时效强度 塑性区 启动条件
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岩石非线性黏弹塑性损伤蠕变模型研究
11
作者 陈有亮 肖鹏 +2 位作者 杜曦 王苏然 RAFIG A 《应用力学学报》 北大核心 2025年第1期133-140,共8页
准确描述岩石蠕变行为的各阶段特征对岩石力学与岩体工程的研究具有重要的意义。由于经典元件组合模型不能较好地描述岩石蠕变过程中的非线性特征,基于损伤力学理论及Kachanov蠕变损伤演化规律,通过改进传统的Kelvin模型和村山体模型,... 准确描述岩石蠕变行为的各阶段特征对岩石力学与岩体工程的研究具有重要的意义。由于经典元件组合模型不能较好地描述岩石蠕变过程中的非线性特征,基于损伤力学理论及Kachanov蠕变损伤演化规律,通过改进传统的Kelvin模型和村山体模型,建立起能够描述岩石衰减蠕变阶段和加速蠕变阶段的非线性函数。将弹性体、线性Kelvin体、非线性Kelvin体、损伤黏弹塑性体进行串联,建立能够同时描述岩石瞬时弹性应变、非线性黏弹性应变、非线性黏塑性应变和黏性应变的非线性黏弹塑性损伤蠕变模型,采用Origin软件的Levenberg-Marquardt算法对模型参数进行了辨识,最后通过用不同应力水平下的砂岩单以及三轴压缩蠕变试验,验证该模型的合理性。结果表明:试验曲线和理论曲线的吻合度较高,所建模型不仅能够准确地描述岩石的瞬时弹性应变阶段、等速蠕变阶段的蠕变曲线特征,而且能够较好地描述衰减蠕变阶段和加速蠕变阶段蠕变曲线的非线性特征,验证了该模型的合理性与准确性。 展开更多
关键词 岩石力学 损伤 非线性 加速蠕变 黏弹塑性蠕变模型
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改进的非定常Maxwell岩石蠕变模型及参数识别 被引量:1
12
作者 刘楚佳 刘晓辉 +1 位作者 张旭 王悠 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期221-226,共6页
针对传统蠕变模型难以反映岩石加速蠕变阶段特征的问题,为了全面提升岩石蠕变3个阶段的准确描述,在传统Maxwell模型的基础上,充分考虑原有黏壶元件蠕变参数的非定常化的同时,串联一个非线性黏塑性元件,提出了一种改进的非定常Maxwell蠕... 针对传统蠕变模型难以反映岩石加速蠕变阶段特征的问题,为了全面提升岩石蠕变3个阶段的准确描述,在传统Maxwell模型的基础上,充分考虑原有黏壶元件蠕变参数的非定常化的同时,串联一个非线性黏塑性元件,提出了一种改进的非定常Maxwell蠕变模型,并推导出相应蠕变本构方程。同时运用origin软件引入不同蠕变数据进行拟合,研究结果表明,该蠕变本构模型能够对岩石蠕变试验曲线进行较好拟合及参数辨识,能够较好模拟不同应力水平下岩石蠕变变形特征,准确反应岩石蠕变全过程的非线性蠕变特征,表明新建立的蠕变本构模型具有较强的适用性与正确性。为今后的岩土工程提供了一种新的蠕变本构模型。 展开更多
关键词 岩石力学 Maxwell模型 非线性 加速蠕变 参数反演
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变质砂岩分数阶蠕变损伤模型研究
13
作者 王洋 荣传新 +2 位作者 王镇森 李延喆 安刚建 《金属矿山》 北大核心 2025年第6期63-71,共9页
为了解决高地应力条件下隧道开挖围岩蠕变的非线性特性问题,以变质砂岩为研究对象,针对加轴压分级卸围压和加轴压恒围压2种不同加载方式进行三轴蠕变试验,研究变质砂岩的蠕变性质。结果表明,变质砂岩的蠕变行为表现出明显的非线性特征,... 为了解决高地应力条件下隧道开挖围岩蠕变的非线性特性问题,以变质砂岩为研究对象,针对加轴压分级卸围压和加轴压恒围压2种不同加载方式进行三轴蠕变试验,研究变质砂岩的蠕变性质。结果表明,变质砂岩的蠕变行为表现出明显的非线性特征,传统的线性模型难以准确描述其变形规律,尤其是在加速蠕变阶段。为此,假设黏性系数随时间的变化符合幂函数规律,提出了一种改进的分数阶非线性黏性模型;基于Kachanvo损伤变量理论,引入损伤因子,提出了改进的非线性损伤黏弹塑性体,建立了非线性损伤蠕变模型。该模型是由改进的Maxwell模型以及改进的非线性损伤黏弹塑性体依次串联而成,在稳定蠕变阶段有4个参数,在不稳定蠕变阶段有7个参数。经过与试验数据对比,所建立的非线性蠕变损伤模型与试验曲线的拟合度普遍较高,特别是在加速蠕变阶段,模型的预测效果显著优于传统模型。研究成果为高地应力条件下隧道围岩的稳定性分析和工程设计提供了理论依据,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 分数阶 变质砂岩 蠕变损伤 加速蠕变 蠕变试验
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基于西原加速模型的煤体蠕变特性试验 被引量:4
14
作者 屈丽娜 李波 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期115-120,共6页
为克服传统西原模型无法描述煤体加速蠕变特征的缺陷,针对煤体加速蠕变阶段中黏–弹–塑性流动特征,利用一个非线性的黏–弹–塑性模型来代替传统西原体模型中的理想黏–塑体,得到改进的西原加速模型,并推导该模型在等围压三轴条件下的... 为克服传统西原模型无法描述煤体加速蠕变特征的缺陷,针对煤体加速蠕变阶段中黏–弹–塑性流动特征,利用一个非线性的黏–弹–塑性模型来代替传统西原体模型中的理想黏–塑体,得到改进的西原加速模型,并推导该模型在等围压三轴条件下的蠕变方程。通过开展煤样三轴蠕变试验,采用模型辨识的方法,利用改进的西原加速蠕变模型对煤体蠕变试验数据进行了拟合分析。结果表明,拟合结果与试验数据基本吻合,较好地反映出了煤体非衰减蠕变特征;并对改进模型的稳定性进行讨论,加速蠕变模型中的弹性模量E3具有明确的物理意义,可将E3<0作为煤体发生蠕变失稳的判断依据。 展开更多
关键词 改进西原模型 加速蠕变 蠕变特性 模型辨识
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粉砂质泥岩蠕变特性与非线性黏弹塑性本构模型 被引量:2
15
作者 付宏渊 戚双星 +3 位作者 史振宁 高乾丰 匡波 曾铃 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第3期1-8,共8页
针对边坡、隧道工程中粉砂质泥岩长期稳定性问题,采用DZSZ-150型多场耦合岩石三轴压力试验机,利用粉砂质泥岩相似材料试样,开展不同围压下粉砂质泥岩蠕变试验。根据蠕变试验结果建立可描述粉砂质泥岩蠕变全过程的非线性黏弹塑性本构模型... 针对边坡、隧道工程中粉砂质泥岩长期稳定性问题,采用DZSZ-150型多场耦合岩石三轴压力试验机,利用粉砂质泥岩相似材料试样,开展不同围压下粉砂质泥岩蠕变试验。根据蠕变试验结果建立可描述粉砂质泥岩蠕变全过程的非线性黏弹塑性本构模型,以7 MPa围压下蠕变试验结果为例,对所提出的蠕变本构模型进行合理性和可行性验证。结果表明:试样的稳态蠕变速率与偏应力大小有关,随着偏应力的增加,试样稳态蠕变速率与偏应力之间符合指数函数关系;在加速蠕变阶段的蠕变速率相对低偏应力水平下减速蠕变和稳态蠕变速率明显要增大很多,且非常短时间内就发生了蠕变破坏;提出一种描述粉砂质泥岩全蠕变过程的非线性黏弹塑性本构模型,该模型能描述粉砂质泥岩蠕变-破坏全过程的蠕变变形规律,反映了粉砂质泥岩在不同偏应力水平作用下的蠕变特性,克服了经典模型中无法准确描述加速蠕变过程的难题。 展开更多
关键词 粉砂质泥岩 蠕变试验 加速蠕变 蠕变特性 本构模型
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煤岩蠕变试验及其灾变模型
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作者 许刚刚 谷拴成 +2 位作者 王晓东 冯龙飞 刘小宇 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期366-378,共13页
为全面揭示煤岩长历时蠕变破坏机制,开展了长历时煤岩单轴压缩分级蠕变声发射试验,分析了不同应力水平下煤岩蠕变变形和声发射规律,在此基础上,把临界幂律灾变函数引入理想黏弹塑性体,并与Burgers体串联,建立煤岩灾变蠕变模型。结果表明... 为全面揭示煤岩长历时蠕变破坏机制,开展了长历时煤岩单轴压缩分级蠕变声发射试验,分析了不同应力水平下煤岩蠕变变形和声发射规律,在此基础上,把临界幂律灾变函数引入理想黏弹塑性体,并与Burgers体串联,建立煤岩灾变蠕变模型。结果表明:煤岩单轴蠕变经历减速、稳定和加速蠕变3个阶段,声发射参数的变化规律能很好地反映煤岩蠕变3个阶段的变形特征;减速蠕变阶段内声发射事件较活跃,稳定蠕变阶段内低应力水平下声发射活动比中应力水平多,当从稳定蠕变阶段到加速蠕变阶段时,煤岩突然宏观脆性破坏,应变发生突变,声发射突然增大,呈现灾变破坏特征;高应力水平下的减速和稳定蠕变阶段煤岩内部裂隙充分且均匀发育,最终导致煤岩发生粉碎性的灾变破坏,这一破坏特征不同于单轴压缩破坏的剪切破坏;煤岩灾变蠕变模型能全面体现煤岩减速、稳定和加速蠕变阶段,已有几种非线性蠕变模型预测高应力水平蠕变试验结果相关系数最大为0.74,而灾变蠕变模型预测的相关系数大于0.97。岩石蠕变试验数据拟合结果表明灾变模型能够很好地描述各类岩石蠕变过程,临界幂律指数β对灾变破坏起控制作用,随着β的不断增大,岩石蠕变也从渐进式破坏转变为灾变破坏,从而验证了此煤岩灾变蠕变模型的正确性和适用性。 展开更多
关键词 煤岩 蠕变试验 声发射 加速蠕变 灾变 非线性
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冲击扰动下岩石蠕变损伤演化与失稳诱发机制 被引量:3
17
作者 吉东亮 程辉 +5 位作者 赵洪宝 关岳卓尔 高新强 薛明玖 史国正 贾云博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期197-207,共11页
为研究冲击扰动下岩石的蠕变损伤机理,基于复杂应力下的蠕变方程模型,同时考虑煤岩材料的非均质性,结合Weibull分布构建能够描述煤岩蠕变全过程的蠕变损伤本构模型,并进行参数的敏感性分析。进一步分析了不同初始蠕变应力下受到不同扰... 为研究冲击扰动下岩石的蠕变损伤机理,基于复杂应力下的蠕变方程模型,同时考虑煤岩材料的非均质性,结合Weibull分布构建能够描述煤岩蠕变全过程的蠕变损伤本构模型,并进行参数的敏感性分析。进一步分析了不同初始蠕变应力下受到不同扰动能量时冲击扰动对煤岩蠕变破坏的影响。对复合煤岩体蠕变过程中受冲击扰动破坏进行了模拟分析,讨论不同初始角度煤岩体下蠕变损伤的失稳诱发机制。结果表明:基于复杂应力下的蠕变模型,考虑煤岩介质弹性模量和强度的非均质性建立的蠕变损伤本构模型能够较好地描述煤岩3阶段蠕变特性;蠕变模型中参数A、m0和n0对煤岩的蠕变特性的影响主要表现为其值越大,煤岩越易发生加速蠕变破坏;当蠕变加载时,随轴向加载应力的增大,瞬时的弹性应变会明显增大;当蠕变应力相同时,冲击荷载越大,煤岩越易发生蠕变,从而越易发生破坏;当冲击荷载相同时,随蠕变应力的增大,煤岩的破坏时间也会明显减小;对于复合煤岩体,蠕变初始阶段进行冲击时应变率出现了明显增加,当蠕变处于稳定阶段再次冲击时应变率幅值较小,最终复合煤岩体发生加速蠕变直至失稳。随着节理角度的增加,蠕变时间先减小后增大,其中节理角度为90°时煤岩体蠕变时间最长,达到75 h。 展开更多
关键词 蠕变损伤 冲击扰动 非均质性 加速蠕变 诱发失稳
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基于蠕变曲线对称的蠕变模型研究及参数敏感性分析 被引量:2
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作者 刘文博 张树光 +1 位作者 黄翔 刘轶品 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期48-56,共9页
为了获得滇中引水隧洞围岩的蠕变特性和研究隧洞围岩的长期稳定性,采用中国科学院武汉岩土所自主研发的全自动三轴开展绿泥页岩的单轴蠕变试验,获得了绿泥页岩的轴向蠕变曲线和等时应力-应变曲线,并基于等时应力-应变曲线的特征确定出... 为了获得滇中引水隧洞围岩的蠕变特性和研究隧洞围岩的长期稳定性,采用中国科学院武汉岩土所自主研发的全自动三轴开展绿泥页岩的单轴蠕变试验,获得了绿泥页岩的轴向蠕变曲线和等时应力-应变曲线,并基于等时应力-应变曲线的特征确定出绿泥页岩的长期强度值。基于经典蠕变曲线特征与大量试验蠕变曲线,发现描述衰减蠕变曲线的方程可以通过对称处理,故假设加速曲线与衰减蠕变曲线是关于稳定蠕变曲线的中点对称的,得到一种基于蠕变曲线对称的加速蠕变模型,并基于蠕变试验曲线的特征提出一套确定蠕变模型参数的方法。最后,将引入加速蠕变模型中的参数进行敏感性分析,使得引入模型中的参数具有明确的物理意义。结果表明:随着轴向应力的不断增大,岩石的瞬时应变值和蠕变变形值不断增大,而第一级荷载作用下岩石的瞬时应变占蠕变总变形比值最大。所建立的蠕变模型不仅可以很好地描述绿泥页岩的衰减蠕变和稳定蠕变变形规律,也较好地弥补了西原模型无法描述加速蠕变的缺陷,且该模型曲线与试验曲线的吻合度要远远高于西原模型与试验曲线的吻合度,并且不同应力作用下模型曲线与试验曲线的相关性系数均在0.90以上;同时,通过不同类型试验曲线与模型曲线的验证也说明了该模型是可用于不同类型岩石蠕变曲线的预测。最终,引入参数j值控制了加速蠕变的变形速率和进入加速蠕变的时间,参数k值控制了蠕变时间和加速阶段的蠕变速率。 展开更多
关键词 深部岩体 加速蠕变 变形速率 蠕变时间
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盐岩的分数阶非线性蠕变本构模型 被引量:22
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作者 吴斐 刘建锋 +2 位作者 武志德 边宇 周志威 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期162-167,共6页
在非牛顿流体黏滞阻尼元件的基础上提出了分数阶非线性黏壶元件。基于分数阶导数的定义,得到了该元件的理论表达式,其表达式与Abel黏壶的表达式相一致,进一步比较发现该元件能反映蠕变曲线的非线性加速特征。通过引入该元件建立了新的... 在非牛顿流体黏滞阻尼元件的基础上提出了分数阶非线性黏壶元件。基于分数阶导数的定义,得到了该元件的理论表达式,其表达式与Abel黏壶的表达式相一致,进一步比较发现该元件能反映蠕变曲线的非线性加速特征。通过引入该元件建立了新的非线性蠕变本构模型。基于蠕变试验数据,对该模型进行了拟合分析。结果表明,非线性蠕变本构模型与试验数据吻合的较好,并且能很好地反映全过程蠕变曲线的特征,尤其是非线性加速蠕变阶段。 展开更多
关键词 岩石 非线性 分数阶导数 Abel黏壶 蠕变模型 加速蠕变
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岩石非线性蠕变损伤模型的研究 被引量:40
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作者 朱昌星 阮怀宁 +1 位作者 朱珍德 罗润林 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1510-1513,共4页
在非线性黏弹塑性流变模型的基础上,根据时效损伤和损伤加速门槛值的特点,建立了非线性蠕变损伤模型,并通过对锦屏二级水电站深埋长大引水隧洞板岩剪切流变试验验证了模型的正确性。研究表明,这种非线性蠕变损伤模型,不但能很好地反映... 在非线性黏弹塑性流变模型的基础上,根据时效损伤和损伤加速门槛值的特点,建立了非线性蠕变损伤模型,并通过对锦屏二级水电站深埋长大引水隧洞板岩剪切流变试验验证了模型的正确性。研究表明,这种非线性蠕变损伤模型,不但能很好地反映岩石蠕变全过程,而且,也能合理地描述不同应力下板岩的初始蠕变损伤、稳态蠕变损伤和加速蠕变损伤。 展开更多
关键词 时效损伤 损伤加速门槛值 加速蠕变损伤
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