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岩石非线性黏弹塑性损伤蠕变模型研究
1
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
2
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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在冻融循环作用下砂岩三轴卸荷蠕变特性研究及模型二次开发
3
作者 田学军 刘峰 +2 位作者 牛小明 王旭 唐家辉 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第6期87-94,共8页
为准确预测并有效控制高寒高海拔地区洞室围岩的稳定性,针对不同冻融循环作用下砂岩进行分级卸荷蠕变试验,揭示砂岩衰减、稳态和加速蠕变3阶段特征;通过引入非线性粘滞元件对牛顿黏性系数进行修正,将冻融循环与三轴卸荷蠕变行为相结合,... 为准确预测并有效控制高寒高海拔地区洞室围岩的稳定性,针对不同冻融循环作用下砂岩进行分级卸荷蠕变试验,揭示砂岩衰减、稳态和加速蠕变3阶段特征;通过引入非线性粘滞元件对牛顿黏性系数进行修正,将冻融循环与三轴卸荷蠕变行为相结合,提出能够表征蠕变全过程的非线性黏弹塑性本构模型,并基于ABAQUS用户自定义材料接口完成模型二次开发。研究结果表明:该模型较传统西原模型显著提高蠕变行为拟合精度。研究结果可为高寒高海拔地区洞室围岩卸荷蠕变预测与稳定性控制提供理论支撑。 展开更多
关键词 冻融循环试验 三轴卸荷蠕变 非线性粘滞元件 非线性黏弹塑蠕变模型 二次开发
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不同配合比下砂泥岩填料蠕变力学模型
4
作者 尚亚琼 杨柯红 +1 位作者 蔺国骞 曹利军 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期62-70,共9页
为揭示砂泥岩填料在不同配合比下的蠕变力学特性,开展不同配合比下的砂泥岩填料剪切蠕变试验。试验发现填料等时应力-应变曲线具有明显的非线性特征,由此定义反映不同配合比及载荷时间的黏弹性模量,以此描述填料黏弹性变形,建立非定常... 为揭示砂泥岩填料在不同配合比下的蠕变力学特性,开展不同配合比下的砂泥岩填料剪切蠕变试验。试验发现填料等时应力-应变曲线具有明显的非线性特征,由此定义反映不同配合比及载荷时间的黏弹性模量,以此描述填料黏弹性变形,建立非定常弹性体来描述瞬时弹性变形,引入SP元件构建表征黏塑性变形的非定常黏塑性体,得到不同配合比下的砂泥岩填料非线性蠕变力学模型。同时采用新建模型和基础模型模拟填料蠕变试验数据,验证了新建模型的合理性和可行性。研究结论为码头砂泥岩混合填料地基长期稳定性评价提供参考。 展开更多
关键词 配合比 泥岩颗粒含量 砂泥岩填料 蠕变 非线性 黏弹性模量 力学模型
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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
5
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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砂岩单轴压缩黏弹塑性分数阶蠕变模型研究 被引量：2
6
作者 何峰 杨松 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1299-1305,共7页
为建立参数少、计算简便、蠕变过程描述准确的蠕变模型,基于岩石力学及分数阶理论,引入分数阶软体元件,将其与弹性、塑性、黏性元件相结合,得到了创新的黏弹塑性蠕变模型,推导蠕变模型的本构方程,并对砂岩单轴压缩蠕变试验数据进行参数... 为建立参数少、计算简便、蠕变过程描述准确的蠕变模型,基于岩石力学及分数阶理论,引入分数阶软体元件,将其与弹性、塑性、黏性元件相结合,得到了创新的黏弹塑性蠕变模型,推导蠕变模型的本构方程,并对砂岩单轴压缩蠕变试验数据进行参数辨识、曲线拟合和对比分析,进而对蠕变模型进行验证。结果表明:引入的分数阶软体元件应变随时间呈幂函数趋势增长,可表征非线性蠕变阶段,详细地分析了弹性元件、塑性元件、黏性元件及分数阶软体元件在蠕变过程中不同阶段发挥的作用;推导得到模型在ε·(t→∞)=0(σ<σ_(s))、ε·(t→∞)>0(σ<σ_(s))、ε·(t→∞)>0(σ≥σ_(s))情况下的本构方程,以及计算简便的参数辨识方法,试验数据拟合曲线的拟合度均在0.9以上,验证了蠕变模型的合理性和科学性;所建立的六参数黏弹塑性分数阶模型能全面地描述蠕变的整个过程,并且与其他模型对比模型参数更少、计算量更小。 展开更多
关键词 分数阶理论 蠕变模型 参数辨识 非线性拟合
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红层泥岩填料蠕变特性及分数阶五元件非线性蠕变模型研究 被引量：1
7
作者 余云燕 杜乾中 +2 位作者 罗崇亮 丁小刚 李永鹏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1654-1664,共11页
为揭示红层泥岩填料的蠕变力学特性,对甘肃红层泥岩填料开展分级加载三轴CU蠕变试验,分析不同含水率和偏应力水平下红层泥岩填料的轴向蠕变、蠕变速率、应力-应变等时曲线等蠕变特性。基于红层泥岩填料蠕变曲线特征分析,引入分数阶微积... 为揭示红层泥岩填料的蠕变力学特性,对甘肃红层泥岩填料开展分级加载三轴CU蠕变试验,分析不同含水率和偏应力水平下红层泥岩填料的轴向蠕变、蠕变速率、应力-应变等时曲线等蠕变特性。基于红层泥岩填料蠕变曲线特征分析,引入分数阶微积分,构建适用于甘肃红层泥岩填料的分数阶五元件非线性蠕变模型,并对模型参数进行辨识和分析。研究结果表明:甘肃红层泥岩填料存在明显的蠕变特性,呈非线性衰减蠕变,随含水率与偏应力水平增大,蠕变变形明显增大;应力-应变等时曲线呈现出非线性特征,存在明显拐点,甘肃红层泥岩填料的长期强度为瞬时强度的0.6~0.8;所构建的模型可以准确地描述甘肃红层泥岩填料的蠕变特性,对试验结果的拟合效果明显比Burgers和Merchant模型拟合效果好。 展开更多
关键词 红层泥岩填料 三轴CU蠕变试验 蠕变特性 分数阶微积分 非线性蠕变模型
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滇中红层泥岩剪切蠕变特性及其本构模型 被引量：1
8
作者 李宁 张茂建 +2 位作者 张慧莉 徐诚 汪波 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3520-3529,共10页
为保障滇中红层泥岩所在区域隧洞工程的施工及长期运营安全,本文以“滇中引水工程”狮子山隧洞段的红层泥岩为研究对象,首先,采用分级加载剪切蠕变试验方法,研究其蠕变特性;其次,基于非线性流变力学理论,分别构建了触发式非定常加速元... 为保障滇中红层泥岩所在区域隧洞工程的施工及长期运营安全,本文以“滇中引水工程”狮子山隧洞段的红层泥岩为研究对象,首先,采用分级加载剪切蠕变试验方法,研究其蠕变特性;其次,基于非线性流变力学理论,分别构建了触发式非定常加速元件、非线性弹性元件及复合型黏性元件;第三,通过各元件的合理组合,建立了滇中红层泥岩的非线性、非定常蠕变模型;最后,对所建模型进行参数估计,与试验结果进行对比,验证理论模型的适用性。研究结果表明:在较低应力状态下,岩样主要表现为衰减蠕变,其中蠕变变形在总变形中的占比可达85%;而在较高应力状态下,岩样发生从衰减蠕变、等速蠕变直至加速蠕变破坏的全过程蠕变,其中蠕变变形在总变形中的占比达87%。剪应力对岩样蠕变变形具有显著影响,剪应力越高,衰减蠕变达到稳定状态所需的时间越长,蠕变变形在总变形中的占比越高。在全过程蠕变中,岩样的蠕变变形以稳态蠕变为主,其蠕变时间占总蠕变时间的80%,蠕变量占总蠕变量的51%。该蠕变模型既能完整地描述岩样从衰减到等速直至加速蠕变的全过程,同时又能克服传统模型参数取值随应力而不断变化的问题,通过一组参数就可以描述岩样在各应力状态下的蠕变变形特性。理论模型得到的结果与试验结果吻合较好,说明所建模型对于滇中红层泥岩具有较好的适用性。 展开更多
关键词 滇中红层泥岩 蠕变特性 非定常加速元件 非线性蠕变模型 参数辨识
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盐岩的分数阶非线性蠕变本构模型 被引量：22
9
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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饱和砂性土非线性蠕变模型试验研究 被引量：44
10
作者 张云 薛禹群 +1 位作者 施小清 宋震 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1869-1873,共5页
采用单向压缩试验研究了常州不同含水层饱和砂性土的蠕变特性。试验结果表明,饱和砂性土的变形既与应力有关,也与时间有关。在一定应力作用下,其变形随时间的增加而增加,经过一段时间后才能达到稳定,应变与应力、时间都呈非线性关系。... 采用单向压缩试验研究了常州不同含水层饱和砂性土的蠕变特性。试验结果表明,饱和砂性土的变形既与应力有关,也与时间有关。在一定应力作用下,其变形随时间的增加而增加,经过一段时间后才能达到稳定,应变与应力、时间都呈非线性关系。对试验结果的统计分析表明:用幂函数可以很好地拟合饱和砂性土的应力-应变-时间关系。这一结论有助于更深入地研究长期抽水作用下的地面沉降问题。 展开更多
关键词 饱和砂性土 非线性 蠕变模型
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基于西原模型的变参数蠕变方程 被引量：59
11
作者 阎岩 王思敬 王恩志 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期3025-3035,共11页
岩石材料的蠕变具有明显的非线性特征,在蠕变模型中考虑蠕变参数随应力、时间等因素而变化是解决非线性蠕变问题的方法之一。试验已经证实,应力、时间及渗流等外部条件会引起岩石某些力学参数的改变,因此,将蠕变参数视为变量符合岩石材... 岩石材料的蠕变具有明显的非线性特征,在蠕变模型中考虑蠕变参数随应力、时间等因素而变化是解决非线性蠕变问题的方法之一。试验已经证实,应力、时间及渗流等外部条件会引起岩石某些力学参数的改变,因此,将蠕变参数视为变量符合岩石材料的本质属性。以西原蠕变模型为基础,研究了各蠕变参数与应力及时间的关系。根据试验结果,通过非线性最小二乘法从蠕变试验数据中求出不同应力作用下不同时刻的各个蠕变参数,再根据参数随应力、时间的分布规律经非线性拟合得到各蠕变参数与应力及时间的表达式,进而可得到变参数的蠕变方程。蠕变参数的变化是岩石非线性特征的充分体现,从损伤力学的角度来讲,蠕变参数的变化反映了岩石内部损伤不断加剧、累积,材料特性不断劣化的演变过程。 展开更多
关键词 岩石蠕变 非线性 西原模型 变参数 蠕变方程
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盐岩蠕变特性及其非线性本构模型 被引量：62
12
作者 王军保 刘新荣 +1 位作者 郭建强 黄明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期445-451,共7页
为了研究盐岩的蠕变特性,利用RLW-2000岩石流变试验机对盐岩试件进行了三轴压缩分级加载蠕变试验。试验结果表明:在围压一定的情况下,随着轴向应力增大,盐岩瞬时应变、蠕变应变以及蠕变速率等均随之增大,同时进入稳态蠕变阶段所需要的... 为了研究盐岩的蠕变特性,利用RLW-2000岩石流变试验机对盐岩试件进行了三轴压缩分级加载蠕变试验。试验结果表明:在围压一定的情况下,随着轴向应力增大,盐岩瞬时应变、蠕变应变以及蠕变速率等均随之增大,同时进入稳态蠕变阶段所需要的时间逐渐延长;等时应力-应变曲线显示,盐岩蠕变具有非线性特征,且其非线性程度与蠕变时间和应力水平有关,蠕变时间越长、应力水平越高,非线性程度越高。基于非线性流变力学理论,提出了一种非线性黏滞体,其黏滞系数是所加应力水平和蠕变时间的函数,将非线性黏滞体替换常规Burgers模型中的线性黏滞体,建立了可描述盐岩非线性蠕变特性的MBurgers模型,并根据盐岩蠕变试验结果,采用曲线拟合法对MBurgers模型的参数进行了反演识别。拟合曲线和试验曲线对比显示,两者吻合良好,误差较小,说明该模型可以描述盐岩的蠕变特性。 展开更多
关键词 盐岩 蠕变特性 非线性模型 参数识别
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软土工程中的非线性流变分析 被引量：82
13
作者 郑榕明 陆浩亮 孙钧 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第5期1-13,共13页
根据岩土材料的室内蠕变试验结果，提出了一种理论模型和用于数值分析的计算公式，并对上海地铁一深基坑开挖工程进行有限元分析。
关键词 非线性流变 有限元地 软土地基 力学性质试验
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高围压高孔隙水压作用下岩石蠕变特性 被引量：17
14
作者 刘东燕 蒋海飞 +1 位作者 李东升 赵宝云 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1916-1923,共8页
对重庆某地深部砂岩进行高围压和高孔隙水压作用下分级加载蠕变试验。结果表明:加载初期的一较短时间内,孔隙水压力在一定程度上延缓轴向变形,随后整个加载过程表现为增强岩石轴向变形。相同围压下,有孔隙水压和无孔隙水压时岩石蠕变可... 对重庆某地深部砂岩进行高围压和高孔隙水压作用下分级加载蠕变试验。结果表明:加载初期的一较短时间内,孔隙水压力在一定程度上延缓轴向变形,随后整个加载过程表现为增强岩石轴向变形。相同围压下,有孔隙水压和无孔隙水压时岩石蠕变可能存在一个相同的应力强度比阀值,当应力强度比超过该阀值后便会出现加速蠕变破坏。选取三元件广义Kelvin模型描述高围压高孔隙水压作用下加载应力低于屈服应力σs时的岩石蠕变特性,效果较为理想。基于高围压高孔隙水压作用下砂岩加速蠕变试验曲线特性,采用拟合、类比的方法引入一个二元件黏塑性模型,将其与三元件广义Kelvin模型串联组成一个新的可以描述岩石加速蠕变全过程的非线性黏弹塑性蠕变模型。采用基于Quasi-Newton非线性优化算法(BFGS)的Matlab编程,实现对高围压高孔隙水作用下岩石加速蠕变全过程曲线进行辨识,对比试验曲线和模型拟合曲线,二者吻合较好,验证非线性黏弹塑性模型的正确性。 展开更多
关键词 高围压 高水压 砂岩 蠕变 非线性蠕变模型
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三轴压缩下粉砂质泥岩蠕变本构模型研究 被引量：46
15
作者 李亚丽 于怀昌 刘汉东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2035-2040,2047,共7页
依据粉砂质泥岩三轴压缩蠕变试验结果,分析了岩石的蠕变力学特性。选取线性黏弹性Burgers模型来描述岩石的衰减蠕变和稳定蠕变特性。引入非线性黏塑性元件,将其与Burgers模型串联起来,建立一个新的六元件非线性黏弹塑性Burgers蠕变本构... 依据粉砂质泥岩三轴压缩蠕变试验结果,分析了岩石的蠕变力学特性。选取线性黏弹性Burgers模型来描述岩石的衰减蠕变和稳定蠕变特性。引入非线性黏塑性元件,将其与Burgers模型串联起来,建立一个新的六元件非线性黏弹塑性Burgers蠕变本构模型。采用非线性Burgers模型来描述岩石的加速蠕变特性。应用Levenberg-Marquardt算法对蠕变试验曲线进行辨识,得出各级应力水平下岩石轴向与径向的蠕变模型参数。对比试验曲线和模型拟合曲线,二者吻合较好,表明线性Burgers模型与非线性Burgers模型可以准确描述岩石3个蠕变阶段的力学特性。模型参数辨识结果表明,在同一级应力水平下岩石轴向与径向的蠕变模型参数各自独立并不统一,模型参数取值时应考虑岩石蠕变的各向异性以及轴向与径向蠕变量、蠕变速率大小的差异。在前7级应力水平下,模型参数应取以轴向应变辨识得到的Burgers模型参数;在第8级应力水平下,模型参数应取以径向应变辨识得到的Burgers模型参数;在破裂应力水平下,模型参数应取以径向应变辨识得到的非线性Burgers模型参数。 展开更多
关键词 蠕变 本构模型 非线性Burgers模型 参数选取 各向异性 应力水平
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泥页岩水化膨胀的非线性蠕变模型 被引量：7
16
作者 王萍 屈展 +2 位作者 刘易非 黄海 覃圆圆 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期117-122,共6页
泥页岩井壁岩石受到地下流体与入井流体的影响,具有明显的流变效应。根据泥页岩水化膨胀的流变力学行为,借鉴经典元件组合模型的建模思路,提出一种新的膨胀模型,将泥页岩水化膨胀蠕变过程的膨胀元件与黏性元件并联,结合非线性黏塑性体,... 泥页岩井壁岩石受到地下流体与入井流体的影响,具有明显的流变效应。根据泥页岩水化膨胀的流变力学行为,借鉴经典元件组合模型的建模思路,提出一种新的膨胀模型,将泥页岩水化膨胀蠕变过程的膨胀元件与黏性元件并联,结合非线性黏塑性体,能有效地模拟泥页岩水化膨胀的蠕变过程。该模型既能反映岩石水化膨胀后的衰减蠕变阶段和稳定蠕变阶段,又能反映岩石在高应力下的加速蠕变阶段的水化膨胀非线性蠕变过程。文中取长7泥页岩进行了蠕变试验,通过实验数据拟合发现,该模型可以很好地描述泥页岩水化膨胀后岩石的蠕变特性。 展开更多
关键词 水化膨胀 蠕变 膨胀元件 非线性蠕变模型
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考虑围岩蠕变全过程与扩容的深埋隧洞非线性位移解 被引量：19
17
作者 蔡燕燕 张建智 +1 位作者 俞缙 陈士海 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1831-1839,共9页
深埋隧洞围岩变形是一个复杂的非线性力学问题,其中岩石的蠕变全过程和扩容是两个重要的影响因素。引入扩容角考虑塑性体积变化的影响,推导Hoek-Brown屈服准则下考虑与不考虑洞周面力的深埋隧洞围岩非线性应力解。借助可描述蠕变全过程... 深埋隧洞围岩变形是一个复杂的非线性力学问题,其中岩石的蠕变全过程和扩容是两个重要的影响因素。引入扩容角考虑塑性体积变化的影响,推导Hoek-Brown屈服准则下考虑与不考虑洞周面力的深埋隧洞围岩非线性应力解。借助可描述蠕变全过程行为的河海模型,获得了围岩黏弹塑性区蠕变位移表达式。针对不同NVPB蠕变参数和不同材料参数m值情况,讨论分析了洞周面力与扩容角对隧洞洞壁蠕变位移的影响规律。结果表明:在高地应力作用下,采用非线性蠕变模型描述深埋隧洞围岩蠕变问题可获得蠕变全过程曲线;扩容角增大或洞周面力和材料参数m值减小时,相同时刻隧洞洞壁蠕变位移增大,对围岩长期稳定不利。研究结论对深埋隧洞围岩临崩预报具有一定指导意义。 展开更多
关键词 深埋隧洞 围岩 蠕变全过程 扩容 H-B屈服准则 非线性蠕变模型
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基于分数阶微积分的改进西原模型及其参数智能辨识 被引量：15
18
作者 徐国文 何川 +1 位作者 胡雄玉 王士民 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期132-138 147,147,共8页
传统西原模型难以描述岩石的非线性加速流变特性,根据Riemann-Liouville分数阶微积分理论,采用分数阶黏壶及非线性黏塑性体NVPB(nonlinear viscoplastic body)模型,分别取代传统西原模型黏弹性体中的牛顿黏壶及黏塑性体,提出改进的西原... 传统西原模型难以描述岩石的非线性加速流变特性,根据Riemann-Liouville分数阶微积分理论,采用分数阶黏壶及非线性黏塑性体NVPB(nonlinear viscoplastic body)模型,分别取代传统西原模型黏弹性体中的牛顿黏壶及黏塑性体,提出改进的西原模型,并推导出岩石在恒应力情况下的三维蠕变本构方程。模型采用基于流变阶段分解-粒子群-模拟退火算法相结合的智能算法对已有的试验数据进行反演,结果表明该模型能有效地反映岩石3个阶段的蠕变特征。通过对模型的敏感性分析发现,岩石的非线性渐变过程及加速蠕变阶段的快慢程度分别由分数阶导数的阶次及流变指数控制,传统西原模型是改进西原模型的一种特例。 展开更多
关键词 分数阶微积分 西原模型 智能辨识 非线性蠕变
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关中咸阳地区Q_2黄土蠕变特性试验研究 被引量：7
19
作者 唐皓 党琪 +2 位作者 段钊 赵法锁 宋飞 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期758-763,770,共7页
通过对关中咸阳地区Q2黄土进行三轴蠕变试验,得到了关中咸阳地区Q2黄土不同围压及不同含水率下的应变—时间曲线和应力—应变等时曲线。分析试验曲线表明:围压及含水率对关中咸阳地区Q2黄土的蠕变特性具有较大影响,表现在其蠕变变形量... 通过对关中咸阳地区Q2黄土进行三轴蠕变试验,得到了关中咸阳地区Q2黄土不同围压及不同含水率下的应变—时间曲线和应力—应变等时曲线。分析试验曲线表明:围压及含水率对关中咸阳地区Q2黄土的蠕变特性具有较大影响,表现在其蠕变变形量与含水率在相同围压时呈正相关关系,与围压在相同含水率时呈负相关关系。再进一步对关中咸阳地区Q2黄土蠕变破坏应力与围压及含水率试验数据做拟合分析,得到了其蠕变破坏应力与围压呈线性正相关关系,与含水率呈负对数关系的变化规律。在以上分析的基础上,通过改进常用的五元件模型(H-K-K)参数性质及结构,得到了可描述Q2黄土加速蠕变的七元件非线性蠕变模型,并应用试验数据对其进行拟合辨识,最终得到较为理想的结果。 展开更多
关键词 Q2黄土 蠕变试验 蠕变特性 七元件非线性蠕变模型
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煤岩非线性损伤蠕变模型探析 被引量：5
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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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