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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:
11
1
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。
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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
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职称材料
基于塑性扩张的岩石变参数蠕变损伤模型与工程应用
被引量:
1
2
作者
赵延林
马文豪
+3 位作者
唐劲舟
袁超
李树清
万文
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第12期2951-2959,共9页
为研究岩石蠕变损伤过程与围岩塑性区扩展之间的内在联系,建立基于塑性扩张的变参数蠕变损伤模型(BNMC模型),该模型认为岩石塑性屈服面随蠕变时间动态变化,在σ-τ空间内,强度包络线随蠕变时间的增加而逐渐内移。采用线性插值法对该...
为研究岩石蠕变损伤过程与围岩塑性区扩展之间的内在联系,建立基于塑性扩张的变参数蠕变损伤模型(BNMC模型),该模型认为岩石塑性屈服面随蠕变时间动态变化,在σ-τ空间内,强度包络线随蠕变时间的增加而逐渐内移。采用线性插值法对该模型各蠕变参数进行处理,获得任意连续偏应力水平对应的蠕变模型参数,从而实现BNMC模型的数值化。采用该模型对金川二矿区-1 098 m水平中段下盘运输巷的蠕变变形进行数值模拟,对比研究未支护裸巷和喷锚支护巷道的蠕变变形规律。研究发现,未支护裸巷围岩塑性区边界不是一成不变的,而是随时间的发展,塑性区边界逐渐向外扩张,围岩承载力逐渐下降,从而导致围岩加速蠕变显现,巷道蠕变失稳;通过对喷锚支护巷道的蠕变数值模拟结果和多点位移计实测结果的对比,发现数值模拟曲线与实测曲线在走势上基本吻合,但在量值上实测蠕变位移值要略大于数值模拟结果;由于支护与围岩的相互作用,支护在一定程度上改变了围岩的偏应力状态和位移,阻止了围岩塑性区边界扩张,喷锚支护巷道在0-200 d的蠕变计算时段内,未呈现出加速蠕变性态。
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关键词
塑性扩张
蠕变
变形
变
参数
蠕变
模型
数值模拟
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职称材料
高黏弹沥青砂蠕变损伤模型
3
作者
孙雅珍
朱传江
+1 位作者
王金昌
顾章义
《建筑材料学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期404-407,共4页
应用Kachanov损伤模型表征沥青砂损伤的增长变化律,将Burgers模型与损伤因子进行耦合,构建出能够描述高黏弹沥青砂3阶段蠕变全过程的蠕变损伤模型.借助高黏弹沥青砂的弯曲蠕变试验数据,利用最小二乘法,得到相关模型系数和蠕变损伤演化曲...
应用Kachanov损伤模型表征沥青砂损伤的增长变化律,将Burgers模型与损伤因子进行耦合,构建出能够描述高黏弹沥青砂3阶段蠕变全过程的蠕变损伤模型.借助高黏弹沥青砂的弯曲蠕变试验数据,利用最小二乘法,得到相关模型系数和蠕变损伤演化曲线.将此蠕变损伤模型曲线与试验结果及Burgers模型曲线进行对比研究.结果表明:该蠕变损伤模型能准确描述高黏弹沥青砂的蠕变3阶段特性,拟合相关系数达到0.998.
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关键词
蠕变
损伤
模型
黏弹性与损伤耦合
模型
高黏弹沥青砂
蠕变
试验
模型
参数
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职称材料
砾质土心墙料蠕变对坝体应力变形的影响
被引量:
2
4
作者
徐晗
程展林
+1 位作者
左永振
潘家军
《中国水利水电科学研究院学报》
北大核心
2017年第5期360-364,370,共6页
针对砾质土蠕变特性的研究成果较少,原因在于砾质土含有大量渗透性较低的细粒,大试样固结排水效果差,难以获得较好的蠕变试验成果。采用在砾质土大型三轴试样中钻孔灌砂以加速试样的排水固结的方法,进行了某高土质心墙堆石坝砾质土心墙...
针对砾质土蠕变特性的研究成果较少,原因在于砾质土含有大量渗透性较低的细粒,大试样固结排水效果差,难以获得较好的蠕变试验成果。采用在砾质土大型三轴试样中钻孔灌砂以加速试样的排水固结的方法,进行了某高土质心墙堆石坝砾质土心墙料的蠕变试验,获得了砾质土心墙料的蠕变模型及参数,建立了高心墙坝的三维有限元模型,采用非线性有限元研究了砾质土心墙料蠕变特性对坝体应力变形的影响。研究成果表明:九参数幂级数蠕变模型能较好地描述砾质土的蠕变特性;上、下游坝壳的蠕变对心墙自身变形的影响较小,需要在坝体应力变形计算中考虑心墙料蠕变的影响;当心墙料的蠕变速率快于周围堆石体时,蠕变效应会进一步增加心墙拱效应,反之,蠕变效应会减小心墙拱效应。
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关键词
砾质土心墙料
九
参数
幂级数
蠕变
模型
钻孔灌砂
心墙的
蠕变
速率
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职称材料
题名
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:
11
1
作者
胡波
杨圣奇
徐鹏
田文岭
机构
中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
中国矿业大学力学与土木工程学院
中建三局工程设计有限公司
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期864-873,共10页
基金
江苏省六大人才高峰资助项目(JNHB-090)
江苏省杰出青年基金项目(BK20150005)
文摘
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。
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
Keywords
fractured rock
creep model parameter
time-scale effect
nonlinear creep model
particle flow simulation
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于塑性扩张的岩石变参数蠕变损伤模型与工程应用
被引量:
1
2
作者
赵延林
马文豪
唐劲舟
袁超
李树清
万文
机构
湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室
湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第12期2951-2959,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51434006
51274097
51374104)
文摘
为研究岩石蠕变损伤过程与围岩塑性区扩展之间的内在联系,建立基于塑性扩张的变参数蠕变损伤模型(BNMC模型),该模型认为岩石塑性屈服面随蠕变时间动态变化,在σ-τ空间内,强度包络线随蠕变时间的增加而逐渐内移。采用线性插值法对该模型各蠕变参数进行处理,获得任意连续偏应力水平对应的蠕变模型参数,从而实现BNMC模型的数值化。采用该模型对金川二矿区-1 098 m水平中段下盘运输巷的蠕变变形进行数值模拟,对比研究未支护裸巷和喷锚支护巷道的蠕变变形规律。研究发现,未支护裸巷围岩塑性区边界不是一成不变的,而是随时间的发展,塑性区边界逐渐向外扩张,围岩承载力逐渐下降,从而导致围岩加速蠕变显现,巷道蠕变失稳;通过对喷锚支护巷道的蠕变数值模拟结果和多点位移计实测结果的对比,发现数值模拟曲线与实测曲线在走势上基本吻合,但在量值上实测蠕变位移值要略大于数值模拟结果;由于支护与围岩的相互作用,支护在一定程度上改变了围岩的偏应力状态和位移,阻止了围岩塑性区边界扩张,喷锚支护巷道在0-200 d的蠕变计算时段内,未呈现出加速蠕变性态。
关键词
塑性扩张
蠕变
变形
变
参数
蠕变
模型
数值模拟
Keywords
plastic zone expansion
creep deformation
creep damage model with varying parameters
numerical simulation
分类号
TD313 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
高黏弹沥青砂蠕变损伤模型
3
作者
孙雅珍
朱传江
王金昌
顾章义
机构
沈阳建筑大学交通工程学院
浙江省交通工程建设集团有限公司设计分公司
浙江大学交通工程研究所
沈阳建筑大学理学院
出处
《建筑材料学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期404-407,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(51478276)
辽宁省自然科学基金资助项目(2014020070)
辽宁省教育厅项目(L2014234)
文摘
应用Kachanov损伤模型表征沥青砂损伤的增长变化律,将Burgers模型与损伤因子进行耦合,构建出能够描述高黏弹沥青砂3阶段蠕变全过程的蠕变损伤模型.借助高黏弹沥青砂的弯曲蠕变试验数据,利用最小二乘法,得到相关模型系数和蠕变损伤演化曲线.将此蠕变损伤模型曲线与试验结果及Burgers模型曲线进行对比研究.结果表明:该蠕变损伤模型能准确描述高黏弹沥青砂的蠕变3阶段特性,拟合相关系数达到0.998.
关键词
蠕变
损伤
模型
黏弹性与损伤耦合
模型
高黏弹沥青砂
蠕变
试验
模型
参数
Keywords
creep damage model
coupling model of viscoelastic and damage
high viscoelastic asphalt sand mixture
creep test model parameter
分类号
U414 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
砾质土心墙料蠕变对坝体应力变形的影响
被引量:
2
4
作者
徐晗
程展林
左永振
潘家军
机构
长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室
出处
《中国水利水电科学研究院学报》
北大核心
2017年第5期360-364,370,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51309029)
长江科学院院所基金(CKSF2016272/YT
CKSF2015036/YT)
文摘
针对砾质土蠕变特性的研究成果较少,原因在于砾质土含有大量渗透性较低的细粒,大试样固结排水效果差,难以获得较好的蠕变试验成果。采用在砾质土大型三轴试样中钻孔灌砂以加速试样的排水固结的方法,进行了某高土质心墙堆石坝砾质土心墙料的蠕变试验,获得了砾质土心墙料的蠕变模型及参数,建立了高心墙坝的三维有限元模型,采用非线性有限元研究了砾质土心墙料蠕变特性对坝体应力变形的影响。研究成果表明:九参数幂级数蠕变模型能较好地描述砾质土的蠕变特性;上、下游坝壳的蠕变对心墙自身变形的影响较小,需要在坝体应力变形计算中考虑心墙料蠕变的影响;当心墙料的蠕变速率快于周围堆石体时,蠕变效应会进一步增加心墙拱效应,反之,蠕变效应会减小心墙拱效应。
关键词
砾质土心墙料
九
参数
幂级数
蠕变
模型
钻孔灌砂
心墙的
蠕变
速率
Keywords
gravelsoilcorewall
thecreepmodelwithnineparametersandpowerseries
drillingholeandfillingsandmethod
thecreeprateofthecorewall
分类号
TV641.1 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
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
胡波
杨圣奇
徐鹏
田文岭
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
11
在线阅读
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职称材料
2
基于塑性扩张的岩石变参数蠕变损伤模型与工程应用
赵延林
马文豪
唐劲舟
袁超
李树清
万文
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
高黏弹沥青砂蠕变损伤模型
孙雅珍
朱传江
王金昌
顾章义
《建筑材料学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
0
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职称材料
4
砾质土心墙料蠕变对坝体应力变形的影响
徐晗
程展林
左永振
潘家军
《中国水利水电科学研究院学报》
北大核心
2017
2
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职称材料
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