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酸蚀作用下红砂岩的非线性蠕变损伤本构模型研究 被引量：2
1
作者 胡斌 陈怡昕 +2 位作者 张真 李京 魏二剑 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第6期13-18,共6页
为探究红砂岩在酸蚀作用下的蠕变特性,根据损伤力学理论,将红砂岩中氧化钙在单位时间内的损失量作为化学损伤的依据;通过化学动力学中的表观反应速率理论,考虑浸泡红砂岩的化学溶液初始pH值和浸泡时间,推导出氧化钙损失量随时间变化的... 为探究红砂岩在酸蚀作用下的蠕变特性,根据损伤力学理论,将红砂岩中氧化钙在单位时间内的损失量作为化学损伤的依据;通过化学动力学中的表观反应速率理论,考虑浸泡红砂岩的化学溶液初始pH值和浸泡时间,推导出氧化钙损失量随时间变化的表达式,从而实现化学损伤因子的定量化。针对红砂岩在蠕变过程中的应力损伤,提出了应力损伤演化方程及加速蠕变时间阈值。在传统蠕变本构模型的基础上串并联基本元件,并将化学损伤因子与应力损伤因子引入蠕变本构模型中,建立了酸蚀作用下红砂岩的非线性蠕变损伤本构模型。最后,通过分析酸性溶液浸泡后红砂岩的三轴压缩蠕变试验数据,对所建模型进行参数辨识及验证,结果表明,本文所提出的蠕变模型能较好地描述红砂岩在酸蚀作用下的蠕变特性,具有一定的合理性与可靠性。 展开更多
关键词 酸蚀作用 化学损伤 应力损伤 蠕变本构模型 参数辨识
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岩石非线性黏弹塑性损伤蠕变模型研究 被引量：1
2
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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高地应力-化学侵蚀耦合作用下炭质板岩蠕变试验及非线性蠕变损伤模型 被引量：1
3
作者 陈秋南 贺泳超 +2 位作者 陈湘生 谢云鹏 黄小城 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期789-798,共10页
为克服高程障碍并降低施工风险,可采用长大隧道穿越崇山峻岭,但这些隧道往往处于深埋高地应力环境,并受到化学侵蚀影响。为了解决此问题,以丽江—香格里拉炭质板岩大变形隧道为研究对象,采用室内试验和理论推导,研究深埋炭质板岩隧道受... 为克服高程障碍并降低施工风险,可采用长大隧道穿越崇山峻岭,但这些隧道往往处于深埋高地应力环境,并受到化学侵蚀影响。为了解决此问题,以丽江—香格里拉炭质板岩大变形隧道为研究对象,采用室内试验和理论推导,研究深埋炭质板岩隧道受化学侵蚀作用下的围岩变形特性。在Poyting-Thomson体蠕变体的基础上,根据模型元件的力学特性,叠加了损伤元件、化学损伤元件和非线性元件,提出高地应力-化学侵蚀耦合作用下炭质板岩非线性蠕变损伤本构关系。研究结果表明:1)炭质板岩试样受化学侵蚀影响显著,侵蚀90 d试样所产生的轴向蠕变应变为侵蚀0 d试样的2.02倍,侵蚀60 d试样所产生的径向蠕变为侵蚀0 d试样的1.85倍;2)受侵蚀的炭质板岩试样在三轴压缩状态下破裂以斜向贯通裂隙为主,并产生一定的滑移错动裂隙,且沿轴线的拉伸劈裂破坏受围压作用抑制明显,未产生竖向贯通裂隙。 展开更多
关键词 炭质板岩隧道 高地应力 化学侵蚀 耦合作用 蠕变试验 非线性蠕变损伤本构模型
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岩石蠕变应变能密度演化时效特征与损伤本构模型研究
4
作者 刘之喜 赵光明 +2 位作者 孟祥瑞 顾清恒 秦志宏 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期153-166,共14页
为了探究岩石单轴蠕变的应变能密度演化规律及其损伤本构模型,利用单轴蠕变-卸载试验,系统性地研究了煤、泥岩、白砂岩和红砂岩4种岩石的蠕变应变能密度演化规律。着重探讨了岩石在蠕变过程中应变能密度的转化与耗散机制,建立了不同脆... 为了探究岩石单轴蠕变的应变能密度演化规律及其损伤本构模型,利用单轴蠕变-卸载试验,系统性地研究了煤、泥岩、白砂岩和红砂岩4种岩石的蠕变应变能密度演化规律。着重探讨了岩石在蠕变过程中应变能密度的转化与耗散机制,建立了不同脆性程度岩石的损伤蠕变本构模型。研究结果表明:(1) 4种岩石的弹性应变能密度随蠕变时间的延长而呈线性减少的趋势,即存在线性衰减特征;(2)结合单轴蠕变-卸载试验结果,提出了一种基于弹性应变能密度线性衰减特征的岩石蠕变应变能计算方法;(3) 4种不同脆性程度的岩石蠕变产生的耗散应变能密度与输入应变能密度随着时间增加而增长,其增长可分为衰减增长阶段、匀速增长阶段以及加速增长阶段;(4)在蠕变过程中,随着蠕变时间的增加,岩石耗散应变能密度占输入应变能密度逐渐增大,在加速蠕变与峰后的临界点达到最大,脆性程度越高加速蠕变与峰后临界点耗散应变能密度占输入应变能密度比例越大;(5)构建了基于应变能耗散的黏弹塑性-损伤耦合本构模型,该模型能够有效描述不同脆性岩石在蠕变过程中的变形曲线。 展开更多
关键词 蠕变 卸载 应变能密度演化 损伤变量 本构模型
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露天煤矿软岩边坡泥岩非线性蠕变损伤模型研究 被引量：3
5
作者 门树臣 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期59-64,共6页
为解决露天煤矿边坡工程因软岩强度低、蠕变特性显著导致的稳定性问题,开展软岩蠕变变形特征及本构模型研究。以蒙东地区某露天煤矿泥岩为研究对象,基于三轴蠕变试验结果,在分析传统Burgers蠕变模型的基础上,引入带应变触发的非线性黏壶... 为解决露天煤矿边坡工程因软岩强度低、蠕变特性显著导致的稳定性问题,开展软岩蠕变变形特征及本构模型研究。以蒙东地区某露天煤矿泥岩为研究对象,基于三轴蠕变试验结果,在分析传统Burgers蠕变模型的基础上,引入带应变触发的非线性黏壶,建立新型非线性5元件蠕变损伤模型,并根据最小二乘原理,辨别改进的蠕变损伤模型参数。结果表明:改进的Burgers蠕变损伤模型,与试验数据的拟合系数较高;所建模型可充分描述泥岩全阶段蠕变变形特征,尤其是加速蠕变损伤阶段;改进的蠕变损伤模型的拟合程度明显优于传统Burgers蠕变模型。 展开更多
关键词 软岩 非线性 蠕变模型 损伤 黏壶
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230合金高温蠕变变形行为与本构模型研究
6
作者 王弘昶 侯鑫阳 +6 位作者 王煦嘉 龙瑶 李玲 石悠 李强 张宇翾 宫建国 《压力容器》 北大核心 2025年第1期10-18,共9页
为了研究230合金(UNS N06230合金)蠕变变形行为与演化规律,保障热管堆、航空航天等领域中的高温部件的安全运行。开展了230合金在不同温度和应力水平下的单轴蠕变试验,分析了230合金蠕变特性与温度和应力水平的关系,建立了基于Kachanov-... 为了研究230合金(UNS N06230合金)蠕变变形行为与演化规律,保障热管堆、航空航天等领域中的高温部件的安全运行。开展了230合金在不同温度和应力水平下的单轴蠕变试验,分析了230合金蠕变特性与温度和应力水平的关系,建立了基于Kachanov-Rabotnov模型与θ投影法的蠕变本构模型。结果表明:230合金的蠕变变形特性与温度有很强的相关性,温度为750℃时,存在较明显的蠕变第一阶段;温度为900℃时,蠕变第一阶段基本消失,蠕变变形曲线主要由第二、三阶段主导。Kachanov-Rabotnov蠕变损伤力学本构模型可以较好地描述230合金高温下的蠕变变形行为。研究结果可以为采用230合金的高温设备的长期安全运行提供保障。 展开更多
关键词 230合金 蠕变 本构模型 损伤力学
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卸围压下弱胶结软岩分数阶蠕变损伤本构模型 被引量：3
7
作者 刘家顺 周妮 +2 位作者 左建平 郑智勇 金佳旭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2937-2948,共12页
为研究地下硐室开挖卸荷诱发的软岩蠕变损伤特征,以西部矿区弱胶结软岩为研究对象,利用GDS HPTAS开展了分级卸围压蠕变试验,研究了不同含水条件下弱胶结软岩卸围压下蠕变特征和蠕变速率特征。基于稳态蠕变速率倒数的方法,确定了弱胶结... 为研究地下硐室开挖卸荷诱发的软岩蠕变损伤特征,以西部矿区弱胶结软岩为研究对象,利用GDS HPTAS开展了分级卸围压蠕变试验,研究了不同含水条件下弱胶结软岩卸围压下蠕变特征和蠕变速率特征。基于稳态蠕变速率倒数的方法,确定了弱胶结软岩长期强度和含水率的数学指数函数关系。基于蠕变速率曲线特征提出了一种确定衰减蠕变与等速蠕变分界点t_1和等速蠕变与加速蠕变分界点t_2的新方法。引入Riemann-Liouville分数阶积分算子和负时间指数损伤演化变量,定义了非线性损伤Abel黏壶,建立了一个包括弹性元件、黏弹性损伤元件、黏性元件和非线性黏塑性损伤元件的六元件分数阶蠕变损伤本构模型。基于试验结果,采用Trust-Region算法进行了模型参数识别和敏感性分析。结果表明,所建立的模型具有物理意义明确、与试验值吻合度较高等特点,可较为准确地反映开挖卸荷条件下弱胶结软岩蠕变损伤特性,对保障地下工程长期稳定性具有重要的意义。 展开更多
关键词 弱胶结软岩 卸围压 分数阶积分 蠕变损伤本构模型 长期强度
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PBX模拟材料的蠕变性能及损伤模型
8
作者 黄翰哲 王克俭 +2 位作者 牛余雷 白腾蛟 赵天宇 《火炸药学报》 北大核心 2025年第10期944-951,I0003,共9页
为研究PBX的高温蠕变性能,制备了两种典型配方(含铝粉与否)的PBX模拟材料,采用万能试验机研究了加载应力、环境温度以及铝粉含量对PBX的压缩蠕变性能的影响;基于Burgers模型,加入损伤变量和塑性变量,建立了考虑损伤的黏弹塑性蠕变本构模... 为研究PBX的高温蠕变性能,制备了两种典型配方(含铝粉与否)的PBX模拟材料,采用万能试验机研究了加载应力、环境温度以及铝粉含量对PBX的压缩蠕变性能的影响;基于Burgers模型,加入损伤变量和塑性变量,建立了考虑损伤的黏弹塑性蠕变本构模型,并通过对不同加载应力、不同环境温度下的数据进行拟合,验证了本构模型的有效性。结果表明,PBX模拟材料的最大蠕变应变、稳态蠕变速率随加载应力和温度的增加而增大,随铝粉含量的提升而减少;加速蠕变起始时间随加载应力和温度的增加而缩短,随铝粉含量的提升而延长;与传统蠕变本构模型相比,所建立的考虑损伤的黏弹塑性模型对PBX全蠕变过程的预测能力明显提高;损伤变量的增长率随时间呈递增关系,在接近破坏时,增长率趋于无穷;应力与温度的增加会加速损伤演化,适量铝粉的加入,可以抑制损伤演化。 展开更多
关键词 物理化学 高聚物黏结炸药 PBX 模拟材料 压缩蠕变 蠕变性能 本构模型 损伤演化
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钛合金室温受压蠕变损伤本构模型 被引量：2
9
作者 郭育豪 刘刚 宋育泽 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期642-650,共9页
为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且... 为了解决工程上在评估深潜器耐压壳体安全可靠性时不考虑拉压蠕变破坏机理产生的差异,会导致较大计算误差问题,本文提出了适用于室温蠕变的蠕变损伤本构模型。通过分析钛合金材料蠕变特性,考虑了室温环境下位错堆积造成的蠕变阻力,并且位错堆积的现象与时间有关。基于微分自洽法提出了适用于室温环境下的钛合金蠕变本构模型,得到受压情况下TC4ELI的相关材料参数,并将该模型用USDFLD和CREEP子程序进行定义。研究表明:对于受压结构而言,使用通过拉伸蠕变实验得到的本构模型的计算结果会过于保守,对于含V型缺口平板受压时等效蠕变应变的相对误差为168.20%。本文所提出的模型适用于环肋耐压壳结构的蠕变损伤分析。 展开更多
关键词 钛合金 室温蠕变 蠕变损伤 本构模型 拉压不同 连续损伤力学 有限元法 耐压壳
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含水炭质板岩非线性蠕变损伤模型及应用 被引量：11
10
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
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煤岩非线性损伤蠕变模型探析 被引量：5
11
作者 杨小彬 李洋 +2 位作者 李天洋 管海鹤 何杰山 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第2期172-174,共3页
为了研究煤岩蠕变特性,分析前人煤岩蠕变特性实验结果,在广义Kelvin模型的基础上建立了煤岩非线性损伤蠕变理论模型。假定煤岩损伤演化是应力和时间的函数,同时引入非线性硬化函数推导了煤岩非线性损伤衰减蠕变方程和蠕变全过程方程。... 为了研究煤岩蠕变特性,分析前人煤岩蠕变特性实验结果,在广义Kelvin模型的基础上建立了煤岩非线性损伤蠕变理论模型。假定煤岩损伤演化是应力和时间的函数,同时引入非线性硬化函数推导了煤岩非线性损伤衰减蠕变方程和蠕变全过程方程。任意给定方程中材料参数和加载条件,理论得到了煤岩衰减蠕变和蠕变全过程随时间变化曲线,对比前人煤岩蠕变实验结果,验证了用理论模型去研究煤岩的蠕变特性是可行的。 展开更多
关键词 蠕变 广义Kelvin模型 非线性损伤 煤岩 蠕变方程
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基于硬化和损伤效应的岩石非线性蠕变模型 被引量：37
12
作者 宋勇军 雷胜友 刘向科 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A02期287-292,共6页
岩石的蠕变过程是岩石内部应力不断调整,硬化和损伤效应不断发展并共同作用的结果。借鉴经典元件模型的建模思路,将岩石的初始屈服强度作为蠕变硬化的应力阈值,岩石的长期强度作为损伤软化的应力阈值,引入能反映岩石硬化效应的硬化函数... 岩石的蠕变过程是岩石内部应力不断调整,硬化和损伤效应不断发展并共同作用的结果。借鉴经典元件模型的建模思路,将岩石的初始屈服强度作为蠕变硬化的应力阈值,岩石的长期强度作为损伤软化的应力阈值,引入能反映岩石硬化效应的硬化函数和损伤效应的损伤变量,建立能够全面反映蠕变机制的岩石非线性蠕变模型。利用蠕变试验数据对所提出的模型进行辨识,结果表明该模型不仅能够很好地描述蠕变全过程,而且可以全面反映岩石蠕变过程中的蠕变硬化和损伤软化机制。 展开更多
关键词 硬化 损伤 非线性蠕变模型 初始屈服强度
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考虑含水损伤的Q_2黄土非线性蠕变模型 被引量：4
13
作者 唐皓 赵法锁 +1 位作者 段钊 宋飞 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期6-10,17,共6页
对Q2黄土进行不同含水状态下的三轴蠕变试验,结果表明,随着含水率的增高,Q2黄土的流变性能增强。根据试验曲线形态特征,选用一个广义Kelvin模型串联一个非线性黏塑元件组成非线性黏弹塑性模型(改进的西原模型)。应用改进的西原模型对试... 对Q2黄土进行不同含水状态下的三轴蠕变试验,结果表明,随着含水率的增高,Q2黄土的流变性能增强。根据试验曲线形态特征,选用一个广义Kelvin模型串联一个非线性黏塑元件组成非线性黏弹塑性模型(改进的西原模型)。应用改进的西原模型对试验数据进行拟合求参,结果显示瞬时变形模量EH、黏弹性变形模量EK、黏弹性黏滞系数ηK随含水率增加呈指数形式递减。引入含水损伤变量D(ω),计算得出各蠕变参数含水损伤演化方程,进而建立考虑含水损伤的非线性蠕变模型。应用试验数据对其进行验证,证明考虑含水损伤的非线性蠕变模型能够有效的描述Q2黄土的整体流变特征。 展开更多
关键词 Q2黄土 蠕变试验 含水率 流变 非线性 损伤 模型
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适用于混凝土结构非线性分析的损伤本构模型研究 被引量：12
14
作者 刘军 林皋 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期50-57,共8页
基于不可逆热力学原理提出一种简单的混凝土类准脆性材料的损伤本构模型,具有参数相对少、公式表达简单、易于数值实现等特点。采用双标量损伤变量来描述混凝土的拉伸和压缩不等性、刚度及强度退化特性;通过分解自由能为体积和剪切两部... 基于不可逆热力学原理提出一种简单的混凝土类准脆性材料的损伤本构模型,具有参数相对少、公式表达简单、易于数值实现等特点。采用双标量损伤变量来描述混凝土的拉伸和压缩不等性、刚度及强度退化特性;通过分解自由能为体积和剪切两部分,在体积部分引入单边效应函数来考虑裂纹闭合效应;通过对损伤变量的黏性化处理以及附加弹性条件来考虑率相关性。给出混凝土试件在单轴拉伸和压缩、双轴加载、三轴压缩以及应变率影响的不同加载条件下的数值计算结果,与试验结果比较吻合。通过对缺口梁三点弯曲加载破坏过程和重力坝地震响应的数值模拟,验证损伤模型在大尺度混凝土结构的非线性分析方面,具有较好的收敛性和计算能力。 展开更多
关键词 混凝土 不可逆热力学 损伤 本构模型 非线性
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多节理岩体的非线性耦合损伤本构模型 被引量：8
15
作者 胡亚元 王超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期52-60,共9页
为了研究节理和完整岩块各自属性及其相互作用对岩体本构特性产生的影响,考虑了节理和完整岩块力学参数在受荷过程中的动态变化,定量地分析了节理变形对完整岩块的耦合损伤作用,并采用整合节理和完整岩块本构方程的方法,建立了多节理岩... 为了研究节理和完整岩块各自属性及其相互作用对岩体本构特性产生的影响,考虑了节理和完整岩块力学参数在受荷过程中的动态变化,定量地分析了节理变形对完整岩块的耦合损伤作用,并采用整合节理和完整岩块本构方程的方法,建立了多节理岩体的非线性本构模型。首先由单一节理试验成果推导出节理的法向闭合、剪切和剪胀3类刚度表达式,组合成节理刚度矩阵,建立了参数随节理变形和节理应力变化的动态节理本构模型;其次,在原有损伤模型的基础上,引入耦合损伤因子以考虑节理变形对完整岩块的弱化作用,还引入随主应变变化的完整岩块动态泊松比,建立新的完整岩块损伤本构模型;再次,根据节理与完整岩块的空间分布,通过整合节理与完整岩块本构模型,获得多节理岩体的非线性耦合损伤本构模型;最后,利用Fortran编制模型程序进行数值计算模拟,分析耦合损伤因子、完整岩块动态泊松比和动态节理刚度对岩体强度与变形的影响。结果表明:节理耦合损伤因子对完整岩块产生附加损伤而导致其强度降低,能较准确地预测试验反映的岩体峰值强度-节理面倾角变化曲线,并且削弱了岩体破坏时的抗变形能力;考虑完整岩块动态泊松比的影响能反映岩体剪胀扩容现象;与将节理视为线弹性体相比,考虑节理刚度的动态变化可以反映岩体应力应变非线性特性。 展开更多
关键词 动态变化 非线性 耦合损伤因子 本构模型 数值模拟
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水化-冻融耦合条件下大理岩蠕变损伤本构模型 被引量：4
16
作者 赵越 司运航 +1 位作者 张译丹 赵京禹 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期231-241,共11页
为描述岩石在水化-冻融耦合条件下的蠕变特性,以大理岩为试验对象,分别开展酸性、碱性、中性溶液与不同冻融循环条件下的单轴压缩蠕变及核磁共振试验,分析T 2(弛豫时间)谱分布和蠕变试验结果,并进行耦合损伤演化,得到一个新的考虑水化-... 为描述岩石在水化-冻融耦合条件下的蠕变特性,以大理岩为试验对象,分别开展酸性、碱性、中性溶液与不同冻融循环条件下的单轴压缩蠕变及核磁共振试验,分析T 2(弛豫时间)谱分布和蠕变试验结果,并进行耦合损伤演化,得到一个新的考虑水化-冻融与应力耦合的蠕变损伤本构模型。结果表明:1)大理岩T 2谱表现为三个谱峰,岩石以大孔径孔隙为主。2)冻融循环作用促进大理岩孔隙发育,不同溶液环境对孔隙发育影响从大到小的关系为酸性、碱性、中性。3)分别构建水化-冻融和受荷损伤变量,从而建立耦合损伤变量。基于大理岩蠕变特性,确定蠕变基础模型,进行耦合损伤演化,得到新的水化-冻融耦合条件下的大理岩蠕变损伤本构模型。4)新建模型模拟大理岩三种溶液冻融循环50次的的平均R^(2)达0.9854,远高于基础模型平均R^(2)(0.9194),说明本文新建模型对三种岩石蠕变数据辨识效果更好。 展开更多
关键词 水化-冻融 大理岩 核磁共振 蠕变 损伤 本构模型
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人工制备遗址土非线性蠕变本构模型研究 被引量：3
17
作者 胡再强 王凯 +4 位作者 李宏儒 梁志超 焦韩伟 吴朋 陈振鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期13-18,共6页
通过三轴蠕变试验,研究了糯米浆掺入量对人工制备遗址土三轴蠕变特性的影响。试验结果表明,在添加了一定量的糯米浆后,人工制备遗址土三轴蠕变量明显减小,稳定时间增长。随着添加糯米浆质量的增加,人工制备遗址土的蠕变量呈现出先减小... 通过三轴蠕变试验,研究了糯米浆掺入量对人工制备遗址土三轴蠕变特性的影响。试验结果表明,在添加了一定量的糯米浆后,人工制备遗址土三轴蠕变量明显减小,稳定时间增长。随着添加糯米浆质量的增加,人工制备遗址土的蠕变量呈现出先减小后增大的趋势,在土与糯米浆质量比为90∶10时,蠕变量达到最小。人工制备遗址土三轴蠕变具有明显的非线性,时间越长,非线性越强。将总的变形分解为线性黏弹性变形、线性黏塑性变形和非线性黏塑性变形,利用模型理论描述其线性应变部分,非线性部分采用经验公式,建立了适合人工制备遗址土三轴蠕变特性的非线性半经验半理论黏弹塑性蠕变本构模型。该模型能较好的描述人工制备遗址土三轴蠕变特性,此非线性蠕变模型以元件模型为骨架,经验公式是对理论模型的非线性修正,具有较高的适用性。 展开更多
关键词 人工制备遗址土 蠕变 非线性半经验半理论 黏弹塑性蠕变本构模型
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一种新的岩石非线性损伤蠕变模型 被引量：18
18
作者 张亮亮 王晓健 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期372-377,I0026,共7页
为描述岩石加速蠕变阶段的非线性变形规律,在广义开尔文体基础上串联一个村山体,基于Kachanov损伤率理论,建立了损伤变量D与蠕变时间的函数关系,并根据Lemaitre应变等效原理将村山体中的无损模型参数p用有效模型参数p(1-D)代替,以此来... 为描述岩石加速蠕变阶段的非线性变形规律,在广义开尔文体基础上串联一个村山体,基于Kachanov损伤率理论,建立了损伤变量D与蠕变时间的函数关系,并根据Lemaitre应变等效原理将村山体中的无损模型参数p用有效模型参数p(1-D)代替,以此来表征岩石加速蠕变阶段的非线性,建立了一种新的非线性损伤蠕变模型;根据广义塑性力学理论给出了该模型的三维蠕变方程;采用Levenberg-Marquardt非线性优化最小二乘法对红砂岩和绿片岩常规三轴压缩蠕变试验数据进行拟合,反演得到这两种岩石的蠕变模型参数。拟合结果表明:拟合曲线与试验曲线的拟合相关系数R2分别为0.999和0.992,说明该蠕变模型能较好地反映这两种岩石各阶段的蠕变曲线特征。 展开更多
关键词 岩石力学 加速蠕变 非线性 损伤 本构模型
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考虑损伤的岩石非线性蠕变模型 被引量：7
19
作者 王晓波 万玲 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第20期1-5,21,共6页
蠕变行为广泛地存在于岩石类材料中,并对岩体的稳定性有着重要的影响。因此,对岩石类材料的蠕变行为进行深入的研究是很有必要的。为了更好地揭示岩石的蠕变机制,结合分数微积分理论,建立了一个考虑损伤的蠕变模型。通过推导元件的蠕变... 蠕变行为广泛地存在于岩石类材料中,并对岩体的稳定性有着重要的影响。因此,对岩石类材料的蠕变行为进行深入的研究是很有必要的。为了更好地揭示岩石的蠕变机制,结合分数微积分理论,建立了一个考虑损伤的蠕变模型。通过推导元件的蠕变方程,得到了整个模型的蠕变本构方程;并基于广义塑性力学理论对此方程进行了三维应力状态下的扩展。结合一系列的煤岩、泥岩和盐岩三轴蠕变实验,对此模型进行了验证。将此新模型的验证结果和西原正夫模型进行了对比研究。结果表明,此模型能够更好地模拟岩石蠕变的全过程,尤其是加速蠕变。 展开更多
关键词 岩石 损伤 蠕变模型 三维本构方程 分数微积分
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PE100燃气管材的非线性蠕变行为及其本构模型研究 被引量：5
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作者 李茂东 李彦 +2 位作者 杨波 王志刚 罗文波 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期91-96,共6页
对PE100燃气管材开展不同应力水平(2.4~9.6 MPa)下的常温蠕变测试,结果显示应力不超过5.4 MPa时,材料的蠕变柔量与应力水平无关,呈现出线性黏弹性行为,当应力高于5.4 MPa时,材料发生非线性黏弹性蠕变。基于单积分型非线性黏弹性本构理论... 对PE100燃气管材开展不同应力水平(2.4~9.6 MPa)下的常温蠕变测试,结果显示应力不超过5.4 MPa时,材料的蠕变柔量与应力水平无关,呈现出线性黏弹性行为,当应力高于5.4 MPa时,材料发生非线性黏弹性蠕变。基于单积分型非线性黏弹性本构理论,采用Findley模型对蠕变行为进行分析,并与Struik经验模型进行比较。结果表明,Findley模型和Struik模型均能较好地描述PE100管材的蠕变行为,但对高应力下的非线性蠕变行为,Findley模型比Struik模型描述得更准确。 展开更多
关键词 聚乙烯 燃气管道 蠕变 非线性黏弹性 蠕变柔量 本构模型
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