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软黏土的三轴蠕变试验与修正的Singh-Mitchell蠕变模型 被引量:26
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作者 刘业科 邓志斌 +2 位作者 曹平 黄永恒 林杭 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1440-1446,共7页
为了准确地掌握软黏土的蠕变特性,以湖南省竹城公路路基软黏土为研究对象,采用梯级荷载加载方法进行了室内三轴固结不排水蠕变试验,获得该软黏土蠕变试验数据和曲线。然后采用Singh-Mitchell经验蠕变模型描述该软黏土的蠕变特性,但模型... 为了准确地掌握软黏土的蠕变特性,以湖南省竹城公路路基软黏土为研究对象,采用梯级荷载加载方法进行了室内三轴固结不排水蠕变试验,获得该软黏土蠕变试验数据和曲线。然后采用Singh-Mitchell经验蠕变模型描述该软黏土的蠕变特性,但模型计算结果与试验结果误差较大。分析Singh-Mitchell模型与试验结果产生误差的原因,通过对Singh-Mitchell模型的指数函数部分进行改进以及将原幂函数部分改换成双曲线函数,建立修正的Singh-Mitchell蠕变模型,并将新建立模型的计算结果与试验结果进行比较。研究结果表明:所建立的修正的Singh-Mitchell蠕变模型与试验结果一致性远优于原Singh-Mitchell模型,能更好地描述该软黏土的蠕变特性。 展开更多
关键词 软黏土 蠕变试验 蠕变特性 偏应力 singh-mitchell蠕变模型 修正
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天津海积软土Singh-Mitchell蠕变模型及灰色预测 被引量:2
2
作者 杨爱武 张静娴 卢力强 《岩土工程技术》 2010年第4期163-165,175,共4页
通过三轴不固结不排水蠕变试验,建立了天津海积软土Singh-Mitchen蠕变模型,同时利用实测数据进行了灰色预测。试验结果表明:Singh-Mitchell经验模型适合于天津海积软土蠕变预测,利用实测数据亦可对蠕变进行短期灰色预测,效果较好,工程... 通过三轴不固结不排水蠕变试验,建立了天津海积软土Singh-Mitchen蠕变模型,同时利用实测数据进行了灰色预测。试验结果表明:Singh-Mitchell经验模型适合于天津海积软土蠕变预测,利用实测数据亦可对蠕变进行短期灰色预测,效果较好,工程实践中可作为参考。 展开更多
关键词 海积软土 蠕变模型 Singh—Mitchell方程 灰色预测
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贵阳地基红黏土的Singh-Mitchell蠕变模型研究 被引量:1
3
作者 沙运斌 付晓彤 陈筠 《路基工程》 2019年第4期84-88,共5页
为了准确地了解贵阳地基红黏土的蠕变特性,以贵州铝厂分级过滤车间地基红黏土为研究对象,采用分级加载法进行了室内三轴固结排水蠕变试验,获得该地基红黏土蠕变试验数据和曲线,并通过采用Singh-Mitchell应力-应变-时间经验蠕变方程,结... 为了准确地了解贵阳地基红黏土的蠕变特性,以贵州铝厂分级过滤车间地基红黏土为研究对象,采用分级加载法进行了室内三轴固结排水蠕变试验,获得该地基红黏土蠕变试验数据和曲线,并通过采用Singh-Mitchell应力-应变-时间经验蠕变方程,结合所得到的试验数据,分析得出了贵阳地基红黏土在不同应力条件下的蠕变形式。该方程参数少,能够较好地拟合试验曲线及更好地描述贵阳地基红黏土的蠕变特性。 展开更多
关键词 地基红黏土 三轴排水试验 singh-mitchell蠕变模型 蠕变特性
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上海淤泥质粉质粘土的Singh-Mitchell蠕变模型 被引量:46
4
作者 李军世 林咏梅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 2000年第4期363-366,共4页
通过引入Singh-Mitchell应力-应变-时间关系方程,并结合上海淤泥质粉质粘土的有关室内试验,分析得出了上海淤泥质粉质粘土的蠕变形式。模型具有参数少、适用性较强的特点。
关键词 淤泥质粉质粘土 singh-mitchell方程 蠕变模型
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Singh-Mitchell蠕变模型在炭质岩隧道围岩变形分析中的应用 被引量:3
5
作者 刘卓华 黄小桂 骆俊晖 《中外公路》 北大核心 2020年第3期210-213,共4页
炭质岩是一种易崩解、软化、膨胀以及环境敏感的特殊性岩土,属于软弱岩,同时炭质岩隧道围岩的开挖变形、长期稳定性问题是炭质岩隧道建设所面临的共性问题。据此,对广西西北部山区某高速公路炭质岩隧道围岩位移、温度、渗压等指标进行... 炭质岩是一种易崩解、软化、膨胀以及环境敏感的特殊性岩土,属于软弱岩,同时炭质岩隧道围岩的开挖变形、长期稳定性问题是炭质岩隧道建设所面临的共性问题。据此,对广西西北部山区某高速公路炭质岩隧道围岩位移、温度、渗压等指标进行监控量测,基于获得数据采用Singh-Mitchell模型研究围岩的蠕变机制,随后预测隧道通车前的围岩变形。结果表明:不考虑温度和渗压的条件下,Singh-Mitchell蠕变模型能有效计算分析及预测隧道围岩变形发展规律,可为炭质岩隧道建设以及采取防治加固措施提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 炭质岩 隧道 围岩 蠕变 singh-mitchell模型
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岩石非线性黏弹塑性损伤蠕变模型研究
6
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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冻结黏土非整数阶修正S-M损伤蠕变模型研究
7
作者 姚兆明 赖龙辉 +1 位作者 汤海东 陈军浩 《人民长江》 北大核心 2025年第1期180-186,共7页
冻土蠕变特性是判断冻土结构是否稳定的决定性因素。以山东张集地区黏土为研究对象,对冻结黏土进行单轴抗压试验与蠕变试验,得到了在不同冻结温度和应力加载等级下的冻结黏土蠕变规律。通过在Singh-Mitchell(S-M)模型中引入双曲线函数... 冻土蠕变特性是判断冻土结构是否稳定的决定性因素。以山东张集地区黏土为研究对象,对冻结黏土进行单轴抗压试验与蠕变试验,得到了在不同冻结温度和应力加载等级下的冻结黏土蠕变规律。通过在Singh-Mitchell(S-M)模型中引入双曲线函数和非整数阶微积分,建立了能反映冻结温度和应力加载等级因素影响的冻结黏土非整数阶修正S-M蠕变模型。进一步引入损伤变量,并结合试验数据建立了损伤变量与温度关系公式,提出了非整数阶修正S-M损伤蠕变模型,该模型能较好地描述冻结黏土非稳定蠕变阶段。研究结果表明:随着冻结温度的降低,冻结黏土强度明显提高,蠕变变形减小;应力加载等级变化对冻结黏土蠕变变形影响显著。与经典S-M模型计算值和试验值的对比表明,所建模型能够准确反映温度效应下不同应力加载等级的冻结黏土蠕变规律,并且拟合优度更高。该模型参数同时具有物理和数学意义,且模型参数较少,适用于实际工程应用。 展开更多
关键词 冻土 蠕变 本构模型 singh-mitchell模型 非整数阶导数
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一种新的岩石各向异性蠕变-渗透率模型
8
作者 刘雪莹 俞缙 +3 位作者 周先齐 姚玮 任崇鸿 蔡燕燕 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期275-283,共9页
地下工程服役期较长,富水环境下围岩蠕变变形加剧,三向应力下围岩渗透性各向异性特征凸显,为了描述围岩蠕变过程中渗透率各向异性特征,将岩石简化为立方体模型,结合蠕变曲线特征分阶段建立岩石正交各向异性蠕变-渗透率模型。黏弹性阶段... 地下工程服役期较长,富水环境下围岩蠕变变形加剧,三向应力下围岩渗透性各向异性特征凸显,为了描述围岩蠕变过程中渗透率各向异性特征,将岩石简化为立方体模型,结合蠕变曲线特征分阶段建立岩石正交各向异性蠕变-渗透率模型。黏弹性阶段定义裂隙与岩石的黏滞系数比、引入侧向影响系数表示侧向应力对裂隙开度影响,黏塑性阶段引入表示裂隙对渗流通道影响的修正系数,结合岩石各向异性蠕变损伤模型、立方定律、含裂隙岩石渗透率方程,建立岩石正交各向异性蠕变-渗透率模型。利用真三轴条件下岩石蠕变-渗流试验结果对各向异性蠕变-渗透率模型进行验证,模拟了不同条件下渗透率演化。结果表明:与传统Kozeny-Carman(K-C)模型及已有各向异性蠕变-渗透率模型相比,提出的正交各向异性蠕变-渗透率模型精度更高,可以描述黏弹性阶段渗透率因岩石孔裂隙逐渐被压密而逐渐降低、加速蠕变阶段渗透率在裂隙逐渐汇聚影响下突增的变化趋势。对正交各向异性蠕变-渗透率模型的关键参数进行了敏感性分析,随着裂隙与岩石的黏滞系数比增加,渗透率衰减越快,渗透率稳定值越低,随着侧向影响系数越高渗透率初始衰减速率越高,渗透率稳定值越低;黏塑性阶段修正系数越高,加速蠕变阶段渗透率开始大幅增加。 展开更多
关键词 蠕变-渗流 蠕变损伤模型 渗透率模型 正交各向异性
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黄土三轴蠕变试验与Singh-Mitchell模型修正 被引量:2
9
作者 雷恒 杨春景 刘子祺 《水电能源科学》 北大核心 2015年第10期112-115,共4页
为研究陕西省咸阳市扶风地区黄土边坡的稳定性,利用SR-60型双联三轴蠕变仪对非饱和重塑黄土进行了三轴固结排水蠕变试验。试验结果表明,试样含水率、固结围压和偏应力水平对蠕变变形具有明显的影响,表现为当含水率较大、固结围压较小时... 为研究陕西省咸阳市扶风地区黄土边坡的稳定性,利用SR-60型双联三轴蠕变仪对非饱和重塑黄土进行了三轴固结排水蠕变试验。试验结果表明,试样含水率、固结围压和偏应力水平对蠕变变形具有明显的影响,表现为当含水率较大、固结围压较小时,蠕变形变量大,蠕变现象明显;当其他条件一定时,在偏应力水平较大条件下,试样变形大,蠕变现象明显。同时,利用Singh-Mitchell模型和修正后的Singh-Mitchell模型对试验数据进行拟合发现,修正后的模型克服了偏应力水平对原始模型模拟精度的限制,拟合精度高,且后期趋势基本吻合,能较好地模拟该地区黄土蠕变过程。 展开更多
关键词 黄土 三轴蠕变 singh-mitchell模型 模型修正
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考虑时效损伤的炭质泥页岩分数阶蠕变模型研究
10
作者 徐心语 胡斌 +2 位作者 董承旺 张红军 李海英 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期141-152,共12页
为探究边坡失稳的内在致灾机理,针对软弱夹层这一重要影响因素进行研究。以炭质泥页岩软弱夹层为主要研究对象,进行炭质泥页岩的分级剪切蠕变试验,揭示其蠕变规律,确定了其不同法向应力水平下的长期强度。通过对传统Maxwell体进行改进,... 为探究边坡失稳的内在致灾机理,针对软弱夹层这一重要影响因素进行研究。以炭质泥页岩软弱夹层为主要研究对象,进行炭质泥页岩的分级剪切蠕变试验,揭示其蠕变规律,确定了其不同法向应力水平下的长期强度。通过对传统Maxwell体进行改进,将传统黏性元件替换为分数阶元件,引入考虑时效损伤的黏塑性体,建立考虑时效损伤的炭质泥页岩分数阶蠕变模型;基于1stOpt软件中的优化Levenberg-Marquardt法对炭质泥页岩试验蠕变曲线进行拟合,对模型的准确性进行了验证,并对模型进行参数敏感性分析。研究结果表明:与传统西原模型相比,改进的模型对试验数据有更好的拟合度,能够完整表征炭质泥页岩的减速、等速和加速蠕变阶段,尤其与加速蠕变阶段蠕变曲线的表征高度吻合;蠕变曲线变化由参数γ、A、v控制,材料参数A、v反映了炭质泥页岩的物理力学强度。研究结果可为含炭质泥页岩软弱夹层的边坡稳定性分析提供一定的参考。 展开更多
关键词 边坡失稳 分数阶元件模型 时效损伤 蠕变损伤模型 1stOpt 敏感性分析
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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
11
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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改进的非定常Maxwell岩石蠕变模型及参数识别
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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基于记忆依赖型导数的岩石黏弹塑性蠕变模型
13
作者 程艳晨 孙林娜 +2 位作者 张黎明 王在泉 文金浩 《中国矿山工程》 2025年第2期42-47,共6页
为准确表征岩石非线性加速蠕变阶段特性,本文基于记忆依赖型导数理论,构建一个能反映岩石黏弹塑性特性的非线性蠕变模型。将记忆依赖型黏壶、胡克体、塑性元件与记忆依赖型黏壶并联组成的非线性黏塑性体串联,建立了一个新的岩石非线性... 为准确表征岩石非线性加速蠕变阶段特性,本文基于记忆依赖型导数理论,构建一个能反映岩石黏弹塑性特性的非线性蠕变模型。将记忆依赖型黏壶、胡克体、塑性元件与记忆依赖型黏壶并联组成的非线性黏塑性体串联,建立了一个新的岩石非线性黏弹塑性蠕变模型,并将其推广到三维空间。应力水平较低时,胡克体和记忆依赖型黏壶可有效描述岩石的瞬时应变和等速应变特征;当应力水平超过岩石的长期强度时,非线性黏塑性体可准确反映岩石的非线性加速蠕变特征。采用页岩、绿片岩和黏土的蠕变数据对比记忆依赖型蠕变模型、分数阶蠕变模型和黏弹塑性蠕变模型的准确度,发现本文模型刻画岩土体蠕变变形的拟合度优于其他模型,尤其在表征岩土体非线性蠕变特征方面更具优势。 展开更多
关键词 岩石 蠕变 记忆依赖型导数 本构模型
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基于分级加载蠕变模型的参数快速标定方法
14
作者 朱丙龙 闫宏业 +3 位作者 毕宗琦 刘晓贺 王瑜鑫 董添春 《铁道建筑》 北大核心 2025年第3期112-119,共8页
蠕变是冻土区铁路路基变形的关键影响因素之一,常通过分级加载蠕变试验来研究冻土蠕变特性。通过曲线拟合方法标定蠕变模型参数前,常需要将冻土分级加载蠕变试验数据通过“陈氏法”转化为分别加载蠕变试验数据,转化过程较为繁琐。以时... 蠕变是冻土区铁路路基变形的关键影响因素之一,常通过分级加载蠕变试验来研究冻土蠕变特性。通过曲线拟合方法标定蠕变模型参数前,常需要将冻土分级加载蠕变试验数据通过“陈氏法”转化为分别加载蠕变试验数据,转化过程较为繁琐。以时间硬化蠕变(Time Hardening Creep,THC)模型为例,对THC模型公式执行与“陈氏法”相逆的操作,推导出了THC模型的分级加载形式。基于此分级加载蠕变模型公式,可直接利用分级加载单轴蠕变试验数据,通过曲线拟合快速标定参数。另外,提供了不同时间单位和应力单位下THC模型参数的变换关系,无需曲线拟合,根据时间和应力单位变化前的参数即可直接标定单位变化后的变换参数。在-0.5、-2.0℃条件下对粗粒土进行了分级加载单轴蠕变试验,基于分级加载THC模型标定了参数,并用拟合参数和变换参数预测了经“陈氏法”转化后的分别加载数据,两种参数预测的相关系数均超过0.9。提出的分级加载THC模型和不同单位下的参数变换关系简化了参数标定流程,实现了参数的快速标定,为冻土地区铁路路基工程的设计和数值模拟提供了有效支持。 展开更多
关键词 铁路路基 蠕变模型 理论分析 冻土 时间硬化 分级加载 分别加载 参数标定
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基于分形阶理论的无烟煤蠕变模型设计及数值模拟
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作者 刘少泽 杜海明 +2 位作者 潘如小 李鑫 霍鹏新 《陕西煤炭》 2025年第1期80-85,137,共7页
分形阶导数可以较好地模拟蠕变模型的加速蠕变阶段。通过设计含损伤无烟煤分级加载蠕变试验,探究不同围压条件下无烟煤蠕变规律;在Bingham体中引入分形阶导数,建立含损伤的分形导数Newton体,用以表征含损伤无烟煤加速蠕变阶段;通过基本... 分形阶导数可以较好地模拟蠕变模型的加速蠕变阶段。通过设计含损伤无烟煤分级加载蠕变试验,探究不同围压条件下无烟煤蠕变规律;在Bingham体中引入分形阶导数,建立含损伤的分形导数Newton体,用以表征含损伤无烟煤加速蠕变阶段;通过基本元件的串并联组合,建立相适应的蠕变模型;对模型完成三维扩展及有限差分;在FLAC^(3D)内置Burgers本构模型的基础上,完成含损伤无烟煤分形阶蠕变模型的二次开发。结果对比表明,蠕变模型能较好的表征损伤无烟煤各阶段的变化特征。改变含损伤分形导数Newton体的相关参数,可以较好的表征相关模型的加速蠕变阶段。 展开更多
关键词 蠕变模型 无烟煤 分级加载蠕变试验 分形阶理论 数值模拟 二次开发
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压实黄土蠕变模型及工程应用研究
16
作者 汪芳芳 路洪斌 王秀秀 《建筑施工》 2025年第4期634-637,共4页
为研究黄土的蠕变特性,基于多次重复的一维固结蠕变试验,分析了分级加载和分别加载条件下压实黄土的蠕变规律,建立压实黄土的双曲线经验模型和Burgers模型,并将Burgers模型转化为高填方工程的沉降计算公式。结果表明:压实黄土呈衰减蠕... 为研究黄土的蠕变特性,基于多次重复的一维固结蠕变试验,分析了分级加载和分别加载条件下压实黄土的蠕变规律,建立压实黄土的双曲线经验模型和Burgers模型,并将Burgers模型转化为高填方工程的沉降计算公式。结果表明:压实黄土呈衰减蠕变特性,在2种加载条件下,蠕变时间与变形的比值与蠕变时间呈良好的线性关系;运用改进的沉降计算公式,对延安大学新校区高填方工程实测数据进行拟合,其结果与实测值相吻合,表明此公式可为填方工程预测变形提供参考。 展开更多
关键词 压实黄土 土体蠕变 一维固结蠕变试验 双曲线经验模型 BURGERS模型 高填方工程 沉降计算公式
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基于遗传蠕变理论的引水隧洞围岩变形监测混合模型
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作者 施鑫华 《中国水运》 2025年第8期28-30,33,共4页
文中针对引水隧道挖掘施工期的围岩安全问题,采用遗传蠕变原理获取的围岩变形影响因子,结合数值模拟方法建立围岩变形的混合模型。以引水隧道为例,由于施工期围岩变形机理复杂,应用INFO-BP神经网络建立围岩变形的智能混合模型。结果表明... 文中针对引水隧道挖掘施工期的围岩安全问题,采用遗传蠕变原理获取的围岩变形影响因子,结合数值模拟方法建立围岩变形的混合模型。以引水隧道为例,由于施工期围岩变形机理复杂,应用INFO-BP神经网络建立围岩变形的智能混合模型。结果表明,采用本影响因子建立的智能混合模型能够准确反映挖掘围岩变形规律,具有优秀的预测能力。 展开更多
关键词 引水隧洞 混合模型 遗传蠕变 INFO优化算法
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裂隙花岗岩非线性蠕变本构模型及参数分析 被引量:1
18
作者 王春萍 刘建锋 +3 位作者 陈亮 刘健 赵星光 马洪素 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期141-149,共9页
裂隙花岗岩的蠕变特性对高放废物地质处置库的长期稳定性和安全性至关重要。本文基于裂隙花岗岩在不同应力条件下的蠕变试验结果,结合蠕变过程中应力产生的损伤累积的影响,提出一种考虑损伤的弹黏塑性体。通过将经典Burgers模型的黏性... 裂隙花岗岩的蠕变特性对高放废物地质处置库的长期稳定性和安全性至关重要。本文基于裂隙花岗岩在不同应力条件下的蠕变试验结果,结合蠕变过程中应力产生的损伤累积的影响,提出一种考虑损伤的弹黏塑性体。通过将经典Burgers模型的黏性元件替换为分数阶黏弹性元件,将黏弹性体替换为考虑损伤的弹黏塑性体的方法,构建了裂隙花岗岩非线性蠕变本构模型,并推导出模型在3维应力状态下的本构方程。通过对倾角30°及45°单裂隙花岗岩在不同应力条件下蠕变试验数据的拟合分析,确定了模型参数,验证了模型的适用性和合理性,获得了各模型参数随应力水平的变化规律。通过模型参数的敏感性分析,揭示了分数阶导数、损伤参数,以及应力水平对裂隙花岗岩蠕变应变的影响规律,并验证了裂隙花岗岩非线性蠕变本构模型在特殊条件下可退化为经典Burgers模型。研究表明,本文提出的裂隙花岗岩非线性蠕变本构模型能够准确地描述裂隙花岗岩蠕变破坏全过程的3个阶段,尤其是加速蠕变阶段应变随时间非线性增长的过程。 展开更多
关键词 裂隙花岗岩 蠕变 非线性模型 分数阶导数 参数分析
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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
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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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深部硬脆性岩石分数阶蠕变损伤模型研究 被引量:1
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作者 邵珠山 朱意明 +3 位作者 陈浩哲 韩邹红 黄新彩 张媛媛 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期853-860,共8页
硬脆性岩石与软弱岩石一样会发生蠕变破坏,因此研究其蠕变特性对围岩的稳定性具有重要意义。假设黏滞系数与初始弹性模量的幂次方成正比,以此表征岩石初始的软硬和致密状态对其蠕变行为的影响,提出一种改进的分数阶非线性黏滞体,以描述... 硬脆性岩石与软弱岩石一样会发生蠕变破坏,因此研究其蠕变特性对围岩的稳定性具有重要意义。假设黏滞系数与初始弹性模量的幂次方成正比,以此表征岩石初始的软硬和致密状态对其蠕变行为的影响,提出一种改进的分数阶非线性黏滞体,以描述衰减和稳定蠕变阶段的黏弹性特征;根据连续损伤力学理论,引入损伤因子,建立了考虑时效损伤的分数阶非线性损伤黏塑性体,以描述加速蠕变阶段的力学行为。将胡克体、改进分数阶非线性黏滞体和分数阶非线性损伤黏塑性体串联,建立一个硬脆性岩石非线性蠕变损伤模型,并验证其合理性,试验曲线与模型理论曲线吻合良好,说明该模型能较好描述硬脆性岩石蠕变全过程。对模型参数进行敏感性分析,讨论其对蠕变行为的影响,结果表明相关参数对准确描述硬脆性岩石的蠕变特征有重要作用。 展开更多
关键词 蠕变模型 硬脆性岩石 分数阶微积分 时效损伤
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