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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：
15
1
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。
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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
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职称材料
真实水环境下高水材料三轴蠕变特性研究
被引量：
5
2
作者
蒋源
刘长武
+2 位作者
谢辉
郭兵兵
陈宏臻
《四川大学学报（工程科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第S1期87-93,共7页
为研究采空区中的高水充填材料的活动规律,利用自行设计、加工、制造的轴压水压联合作用岩石流变试验系统,进行真实压力水环境下高水材料的蠕变试验。结果表明:水环境有利于高水材料强度的保持和发展,水压力可以提高材料的承载能力和长...
为研究采空区中的高水充填材料的活动规律,利用自行设计、加工、制造的轴压水压联合作用岩石流变试验系统,进行真实压力水环境下高水材料的蠕变试验。结果表明:水环境有利于高水材料强度的保持和发展,水压力可以提高材料的承载能力和长期强度;同时,水压力可以抑制高水材料的蠕变发展,且水压力越大,材料稳定蠕变的极限蠕变量越小;水压力对高水材料蠕变试验的初始应变率有显著影响,并影响进入到稳定蠕变阶段所需的时间长度。
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关键词
真实水环境
高水材料
水压力
长期蠕变试验
蠕变
特性
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职称材料
题名
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：
15
1
作者
王兴开
夏才初
朱哲明
谢文兵
宋磊博
韩观胜
机构
绍兴文理学院土木工程学院
绍兴文理学院浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室
宁波大学土木与环境工程学院
四川大学建筑与环境学院
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期2078-2088,2098,共12页
基金
国家自然科学基金(No.42002275)
浙江省自然科学基金(No.LQ21D020001,No.LQ21E040003,No.LQ20E040002)
绍兴文理学院浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室开放基金(No.ZJRMG-2020-01)。
文摘
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。
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
Keywords
extremely soft coal rock
single-stage load
long-term creep test
large deformation
nonlinear creep model
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
真实水环境下高水材料三轴蠕变特性研究
被引量：
5
2
作者
蒋源
刘长武
谢辉
郭兵兵
陈宏臻
机构
四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点试验室水利水电学院
四川电力设计咨询有限责任公司
出处
《四川大学学报（工程科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第S1期87-93,共7页
基金
国家自然基金煤炭联合基金重点资助项目(51134018)
水压轴压共同作用下深部矿井岩石峰后力学效应研究项目资助(51369001)
文摘
为研究采空区中的高水充填材料的活动规律,利用自行设计、加工、制造的轴压水压联合作用岩石流变试验系统,进行真实压力水环境下高水材料的蠕变试验。结果表明:水环境有利于高水材料强度的保持和发展,水压力可以提高材料的承载能力和长期强度;同时,水压力可以抑制高水材料的蠕变发展,且水压力越大,材料稳定蠕变的极限蠕变量越小;水压力对高水材料蠕变试验的初始应变率有显著影响,并影响进入到稳定蠕变阶段所需的时间长度。
关键词
真实水环境
高水材料
水压力
长期蠕变试验
蠕变
特性
Keywords
real water environment
high-water-material
water pressure
long-term creep test
creep characteristics
分类号
TU526 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
单级荷载下极软煤岩长期蠕变规律及本构模型研究
王兴开
夏才初
朱哲明
谢文兵
宋磊博
韩观胜
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
15
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
真实水环境下高水材料三轴蠕变特性研究
蒋源
刘长武
谢辉
郭兵兵
陈宏臻
《四川大学学报（工程科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
5
在线阅读
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职称材料
已选择
0
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