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基于损伤统计的砂岩三维蠕变本构模型
1
作者 王流凯 蔡国军 +1 位作者 赵伟平 胡星 《工程科学与技术》 北大核心 2026年第1期145-155,共11页
岩体蠕变对工程长期稳定性至关重要,岩石是岩体的组成部分,本构模型最能反映岩石蠕变过程的力学特征和变形规律,利用MTS-815岩石刚性试验机和STAC600-600型岩石三轴流变试验机开展砂岩常规三轴压缩试验和分级蠕变试验,借助SMP准则和Weib... 岩体蠕变对工程长期稳定性至关重要,岩石是岩体的组成部分,本构模型最能反映岩石蠕变过程的力学特征和变形规律,利用MTS-815岩石刚性试验机和STAC600-600型岩石三轴流变试验机开展砂岩常规三轴压缩试验和分级蠕变试验,借助SMP准则和Weibull分布函数建立损伤统计模型,并验证模型准确性。采用损伤改进西原模型并引入裂隙塑性体,建立砂岩三轴蠕变条件下的本构模型,对模型参数进行优化并与其他本构模型进行对比。结果表明:1)利用SMP准则与Weibull分布函数推导的损伤变量能够有效描述砂岩三轴压缩与三轴蠕变条件下的损伤演化过程,且损伤演化参数u、m与围压有着明显函数关系;2)将围压对本构模型相关变量的影响纳入构建的损伤变量后,模型拟合结果与砂岩分级蠕变过程能够高度契合;3)本构模型中的相关参数(包括泊松比等)均推广至三维应用形式,且裂隙塑性体的引入使模型不单适用于完整岩石。该模型在工程中具有一定实用性,对其他类型岩石也具有参考价值。 展开更多
关键词 岩石蠕变 SMP准则 损伤变量 WEIBULL分布 西原模型
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考虑硬化和损伤效应的砂岩蠕变模型研究 被引量：1
2
作者 鲁明星 杨斌 +1 位作者 田帅 潘金宝 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第5期1505-1513,共9页
为了研究硬化效应和损伤效应的共同作用对岩石蠕变特性的影响,以西原模型为基础,引入能反映屈服强度随时间强化的硬化函数和反映岩石蠕变过程中力学性能劣化的损伤变量,分析瞬时应变和蠕变变形三阶段中硬化和损伤作用机制,建立考虑硬化... 为了研究硬化效应和损伤效应的共同作用对岩石蠕变特性的影响,以西原模型为基础,引入能反映屈服强度随时间强化的硬化函数和反映岩石蠕变过程中力学性能劣化的损伤变量,分析瞬时应变和蠕变变形三阶段中硬化和损伤作用机制,建立考虑硬化效应和损伤效应的砂岩蠕变模型。最终,借助模型曲线与试验曲线的对比分析,对所构建模型的合理性及正确性展开验证。结果表明:硬化和损伤效应的砂岩蠕变模型曲线与试验曲线呈现出较高的吻合度,相关性系数超0.90;相较于西原模型与试验曲线的吻合程度,所构建的模型曲线不仅能更精准地刻画包含加速蠕变的蠕变曲线,它也可以很好地描述衰减蠕变和稳定蠕变的变化规律;所建立的模型可较为全面地反映岩石在蠕变变形全过程硬化效应与损伤效应的共同影响机制。 展开更多
关键词 硬化效应 损伤效应 蠕变特性 西原模型 损伤变量
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基于西原模型的围岩蠕变与锚索预应力损失研究
3
作者 宋自愿 陈强 +2 位作者 周梦琳 彭传阳 汪波 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第4期1137-1145,共9页
软岩隧道围岩蠕变对锚索预应力的影响不可忽略,为探究岩土体与预应力锚索蠕变耦合效应下预应力损失的关系,本文利用元件组合模型理论,以西部某软岩公路隧道为工程背景,将描述软岩蠕变问题适用性较好的西原模型与描述预应力锚索的虎克模... 软岩隧道围岩蠕变对锚索预应力的影响不可忽略,为探究岩土体与预应力锚索蠕变耦合效应下预应力损失的关系,本文利用元件组合模型理论,以西部某软岩公路隧道为工程背景,将描述软岩蠕变问题适用性较好的西原模型与描述预应力锚索的虎克模型并联,建立了在蠕变效应下锚索预应力随时间变化的西原耦合模型,并利用耦合模型计算分析了初始应力介于15~30 MPa之间时,西原耦合模型和广义Kelvin耦合模型对锚索预应力长期监测值的拟合优度。结果表明:西原耦合模型的平均拟合优度为0.98,远高于广义Kelvin耦合模型的平均拟合优度0.73,由此证明了西原耦合模型的计算结果对监测数据的拟合性相较于广义Kelvin耦合模型来说更好,更适合用来模拟软岩隧道长期蠕变下锚索预应力损失情况。研究结果对预应力支护工程的设计和施工具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 西原耦合模型 理论分析 蠕变 预应力锚索 拟合优度
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围岩流变对有压输水隧洞管片衬砌长期受力的影响 被引量：1
4
作者 游泽玺 赵大洲 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第3期929-939,967,共12页
通过建立反映岩石蠕变全过程的非线性西原流变模型,研究了某位于软岩中的有压输水隧洞工程地应力条件及内水压力变化对管片衬砌长期受力特性的影响。结果表明:(1)随着隧洞埋深的增大,围岩流变引起的管片衬砌径向变形量逐渐增加,围岩初... 通过建立反映岩石蠕变全过程的非线性西原流变模型,研究了某位于软岩中的有压输水隧洞工程地应力条件及内水压力变化对管片衬砌长期受力特性的影响。结果表明:(1)随着隧洞埋深的增大,围岩流变引起的管片衬砌径向变形量逐渐增加,围岩初始水平方向与竖直方向地应力值相差越大,围岩流变引起的管片衬砌径向变形极值越大,围岩应力释放率越大,围岩流变引起的管片衬砌径向变形越大;(2)考虑围岩流变效应后,衬砌内力沿环周的分布形态基本与初始阶段相似,但数值较初始阶段均有所变化,其中,轴力值较初始阶段均有所增加,工程运行100年后,各方案管片衬砌轴力增长率为25.6%~112.4%,轴力均值的年均增长量为50~82 kN/年,弯矩极值同样较初始阶段有所增加,其年均增长量与隧洞埋深之间呈正相关,且围岩侧压力系数越接近1.0,弯矩极值年均增长量越小;(3)考虑围岩流变效应后管片衬砌与围岩间的相互作用力随着时间的增长而增加,但增幅逐年递减,衬砌结构受力也逐步趋于稳定,管片衬砌与围岩间相互作用力的年均增长量随着隧洞埋深、侧压力系数或应力释放率的增大而增大;(4)不同内水压力时围岩流变对管片衬砌长期受力影响的差异不明显。 展开更多
关键词 有压输水隧洞 围岩流变 软岩 管片衬砌 非线性西原流变模型 长期受力
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基于分数阶导数的冻土蠕变本构模型 被引量：16
5
作者 孙凯 陈正林 +2 位作者 陈剑 曹伟 马健军 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期19-25,共7页
冻土的蠕变特性与所受应力水平及蠕变应变有关,在高应力水平下会表现出加速蠕变特性。本文在分数阶的非线性黏壶基础上提出了可以描述加速蠕变特性的应力-应变双控元件。传统Nishihara模型难以描述加速蠕变,通过将Nishihara模型中的黏... 冻土的蠕变特性与所受应力水平及蠕变应变有关,在高应力水平下会表现出加速蠕变特性。本文在分数阶的非线性黏壶基础上提出了可以描述加速蠕变特性的应力-应变双控元件。传统Nishihara模型难以描述加速蠕变,通过将Nishihara模型中的黏弹性体替换为分数阶的Abel黏壶,将黏塑性体替换为提出的应力-应变双控元件,得到了冻土的一维蠕变本构模型,并将其推广到三维应力状态。提出的模型对冻土的单轴和三轴蠕变试验数据进行了预测分析,和传统Nishihara模型相比,该模型只增加了一个参数,不仅能够反映冻土在低应力水平下冻土衰减蠕变和稳定蠕变特性,而且还可以较好地反映冻土在高应力水平下加速蠕变规律。说明了该模型对于描述冻土在不同应力条件下不同蠕变状态的适用性。 展开更多
关键词 冻土 加速蠕变 分数阶导数 nishihara模型 应力-应变双控元件
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一种基于修正西原模型的冻土蠕变本构关系 被引量：7
6
作者 孙凯 陈正林 +1 位作者 陈剑 徐学燕 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期142-146,共5页
冻土在高应力水平下通常会表现出加速蠕变特性。经典西原(Nishihara)模型可以反映衰减蠕变和稳态蠕变,但不适用于描述加速蠕变。通过对Nishihara模型中黏性元件进行修正,将黏弹性元件中的定常的黏滞系数修正为时间的函数,并在黏塑性元... 冻土在高应力水平下通常会表现出加速蠕变特性。经典西原(Nishihara)模型可以反映衰减蠕变和稳态蠕变,但不适用于描述加速蠕变。通过对Nishihara模型中黏性元件进行修正,将黏弹性元件中的定常的黏滞系数修正为时间的函数,并在黏塑性元件中采用非定常、非牛顿黏性元件,得到的蠕变柔量可以考虑应力水平和时间的影响,使其能够反映其加速蠕变的过程。用提出的模型分别对一维和三维应力、不同应力水平下的冻土蠕变试验数据进行了拟合,拟合结果能够反映冻土从衰减蠕变和稳定蠕变状态进入加速蠕变的过程,说明了该模型对于描述冻土在不同应力下不同蠕变状态的适用性。 展开更多
关键词 冻土 加速蠕变 非定常黏滞系数 修正nishihara模型 非牛顿黏性元件
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改进西原模型的三维蠕变本构方程及其参数辨识 被引量：149
7
作者 齐亚静 姜清辉 +1 位作者 王志俭 周创兵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期347-355,共9页
传统西原模型由虎克体、黏弹性体以及黏塑性体串并联组合而成,难以描述岩石非线性加速蠕变阶段的流变特性。通过在西原模型上串联一个带应变触发的非线性黏壶,提出改进的西原模型,推导岩石在恒应力情况下的三维蠕变本构方程,并采用该流... 传统西原模型由虎克体、黏弹性体以及黏塑性体串并联组合而成,难以描述岩石非线性加速蠕变阶段的流变特性。通过在西原模型上串联一个带应变触发的非线性黏壶,提出改进的西原模型,推导岩石在恒应力情况下的三维蠕变本构方程,并采用该流变模型对三峡库区万州红层砂岩流变试验全过程曲线进行辨识,获得模型各参数值。与试验结果的对比分析表明,改进的西原模型不仅可以充分反映岩石初期蠕变、稳定蠕变阶段的流变特性,还可以很好地描述岩石加速蠕变阶段的蠕变规律,明显优于传统的西原模型。加速蠕变是滑坡临滑预报的关键阶段,该模型对加速蠕变阶段的成功描述,对滑坡临滑预报具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 岩石力学 流变 西原模型 加速蠕变 模型参数
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宜-巴高速公路泥质红砂岩三轴应力松弛特性研究 被引量：26
8
作者 田洪铭 陈卫忠 +2 位作者 赵武胜 田田 袁克阔 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期981-986,共6页
软岩应力松弛特性研究是其长期力学特性研究的重要方面,亦是保证高地应力软岩隧道长期安全稳定的关键。采用TLW-2000三轴流变仪,对宜-巴(宜昌至巴东)高速公路泥质红砂岩进行围压为30 MPa的应力松弛试验研究。试验结果表明,在松弛过程中... 软岩应力松弛特性研究是其长期力学特性研究的重要方面,亦是保证高地应力软岩隧道长期安全稳定的关键。采用TLW-2000三轴流变仪,对宜-巴(宜昌至巴东)高速公路泥质红砂岩进行围压为30 MPa的应力松弛试验研究。试验结果表明,在松弛过程中,随着松弛损伤的发展,导致松弛具有明显的非线性特征。对松弛过程中损伤耗散能变化规律的分析,建立松弛损伤的演化方程,并将损伤因子引入到西原模型中建立非线性的松弛损伤模型,通过与试验结果的对比分析,验证所建模型的合理性,可为宜-巴高速公路高地应力软岩隧道长期稳定性分析提供科学依据。 展开更多
关键词 软岩 应力松弛特性 损伤 西原模型
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考虑温度效应的花岗岩蠕变损伤本构关系研究 被引量：21
9
作者 朱元广 刘泉声 +1 位作者 康永水 刘恺德 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1882-1888,共7页
为了解核废料处置库围岩在不同温度下的蠕变损伤特性,基于不同温度(20℃～300℃)下花岗岩单轴抗压蠕变的试验结果,分析温度对花岗岩整个蠕变损伤过程的影响特征,认为温度对花岗岩的瞬时弹性模量产生热损伤并加速花岗岩的后续蠕变损伤过... 为了解核废料处置库围岩在不同温度下的蠕变损伤特性,基于不同温度(20℃～300℃)下花岗岩单轴抗压蠕变的试验结果,分析温度对花岗岩整个蠕变损伤过程的影响特征,认为温度对花岗岩的瞬时弹性模量产生热损伤并加速花岗岩的后续蠕变损伤过程。基于西原模型,引入瞬时热损伤变量和考虑温度效应的蠕变损伤变量,建立温度作用下花岗岩的蠕变损伤本构模型。通过不同温度下花岗岩的蠕变试验数据对建立的蠕变损伤模型参数进行识别,得到不同温度下蠕变损伤模型的材料参数。通过比较蠕变损伤模型的理论结果和试验结果发现,该模型能够很好地反映花岗岩不同阶段的蠕变特性,表明该模型的合理性和正确性。分析模型参数随温度的变化规律,结果表明:随着温度的上升,花岗岩的蠕变损伤破坏时间迅速减小,并满足负指数衰减规律;随着温度的上升,花岗岩的蠕变阶段的破坏特征从脆性向延性转变,其破坏特征参数满足负指数增加规律;随着温度的上升,花岗岩的松弛时间迅速减小。 展开更多
关键词 岩石力学 花岗岩 热损伤 蠕变损伤 温度 西原模型
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基于西原模型的变参数蠕变方程 被引量：61
10
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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热力耦合作用下岩石流变模型的本构研究 被引量：16
11
作者 左建平 满轲 +2 位作者 曹浩 杨国香 胡翠平 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期2610-2616,共7页
高放废物深埋处置和深部采矿中,岩石在温度和应力长时间作用下表现出流变特性。对3种常用的流变元件:弹性元件、黏性元件和塑性元件进行讨论,对其在温度和应力作用的变形特性做了相应的假设,然后基于西原流变模型,得出热力耦合作用下西... 高放废物深埋处置和深部采矿中,岩石在温度和应力长时间作用下表现出流变特性。对3种常用的流变元件:弹性元件、黏性元件和塑性元件进行讨论,对其在温度和应力作用的变形特性做了相应的假设,然后基于西原流变模型,得出热力耦合作用下西原模型的蠕变方程、卸载方程和松弛方程,当把温度影响因素去除,方程可退化为只受到载荷作用下西原模型的本构方程。通过这些本构关系可大致预测特定温度变化条件下岩石的流变破坏时间,并得出温度的变化会缩短岩石的流变破坏时间,温度变化率越大,岩石的破坏时间越短,分析认为其量级是相当的,即温度升高变化率每增加一个数量级,破坏时间就缩短一个数量级。这对研究深部岩石流变变形特性具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 岩石力学 热力耦合 流变 本构研究 西原模型
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宁波软土流变试验及经验模型 被引量：17
12
作者 谢新宇 李金柱 +2 位作者 王文军 刘开富 朱向荣 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期64-71,共8页
为了研究宁波软土的流变特性及经验模型,进行一维固结流变试验和三轴排水流变试验,并采用西原模型拟合模型参数.试验对比分析表明,固结试验的侧限作用会阻碍试样流变的发展,应力-应变等时曲线偏向应力轴,而三轴流变试验试样的流变能够... 为了研究宁波软土的流变特性及经验模型,进行一维固结流变试验和三轴排水流变试验,并采用西原模型拟合模型参数.试验对比分析表明,固结试验的侧限作用会阻碍试样流变的发展,应力-应变等时曲线偏向应力轴,而三轴流变试验试样的流变能够得到充分地发展,应力-应变等时曲线偏向应变轴,能够更好地体现软黏土的流变性状.将一维西原模型应力-应变关系扩展到三维,采用修正剑桥模型屈服函数描述材料的塑性屈服.推导荷载恒定时土样的轴向应变计算公式,根据三轴排水流变试验结果进行曲线拟合,确定西原模型参数.结果表明,该模型能够较好地符合宁波软土的流变规律. 展开更多
关键词 宁波软土 固结流变试验 三轴流变试验 西原模型 曲线拟合
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泥质粉砂岩高围压三轴压缩松弛试验研究 被引量：19
13
作者 田洪铭 陈卫忠 +2 位作者 肖正龙 伍国军 韩光钦 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1433-1439,共7页
高应力条件下应力松弛特性是岩石长期力学特性研究的重要方面,开展了泥质粉砂岩围压为15~35 MPa的三轴松弛试验研究。高围压下应力松弛曲线的分析表明,岩石的应力松弛可以分为衰减松弛和稳定松弛两个阶段。当松弛初始应力水平较低时,试... 高应力条件下应力松弛特性是岩石长期力学特性研究的重要方面,开展了泥质粉砂岩围压为15~35 MPa的三轴松弛试验研究。高围压下应力松弛曲线的分析表明,岩石的应力松弛可以分为衰减松弛和稳定松弛两个阶段。当松弛初始应力水平较低时,试样主要以衰减松弛为主,很快趋于稳定,当松弛初始应力水平接近岩石峰值应力时,应力松弛明显增大,并出现明显的稳定松弛阶段。不同围压条件下,试样松弛曲线对比分析表明,松弛初始应力水平较低时,岩石处于黏弹性阶段,围压对岩石松弛特性的影响相对较小,随着松弛初始应力水平的增大,当应力水平接近峰值应力时,岩石的应力松弛将随围压的增大而减小。基于三轴松弛试验结果的分析,建立了能够反映泥质粉砂岩三轴松弛特性的西原模型,并验证了模型的合理性。 展开更多
关键词 泥质粉砂岩 高围压 应力松弛特性 西原模型
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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
14
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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基于分数阶微积分改进的黄土西原模型 被引量：11
15
作者 唐皓 赵法锁 +2 位作者 段钊 宋飞 陈磊 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期50-56,共7页
基于分数阶微积分构造的软体元件可反映介于理想固体与理想流体之间的岩土材料流变性质。应用软体元件替换传统西原模型中牛顿粘滞元件,改进的西原模型更符合材料的实际力学行为。为反映岩土材料流变的非线性特性,应用简化的SN元件与考... 基于分数阶微积分构造的软体元件可反映介于理想固体与理想流体之间的岩土材料流变性质。应用软体元件替换传统西原模型中牛顿粘滞元件,改进的西原模型更符合材料的实际力学行为。为反映岩土材料流变的非线性特性,应用简化的SN元件与考虑应力及时间的损伤变量进一步改进软体元件的类粘滞系数,得到了由变参数的软体元件改进的西原模型。应用Q2黄土三轴蠕变试验结果对模型进行验证,结果显示改进后的西原模型可以很好地反映黄土的整体流变特性。 展开更多
关键词 分数阶微积分 软体元件 西原模型 SN元件 损伤
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基于西原模型的圆形隧道黏弹-黏塑性解析解 被引量：26
16
作者 夏才初 刘宇鹏 +2 位作者 吴福宝 徐晨 邓云纲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1638-1648,共11页
基于西原模型,假设黏塑性体的偏应变张量的一阶导数与瞬态偏应力张量和稳态偏应力张量之差成正比,得到围岩黏塑性区的本构方程。采用拉普拉斯变换与逆变换,推导了圆形隧道黏弹-黏塑性解析解。当t?0时,该解退化成线弹性本构模型的解答;当... 基于西原模型,假设黏塑性体的偏应变张量的一阶导数与瞬态偏应力张量和稳态偏应力张量之差成正比,得到围岩黏塑性区的本构方程。采用拉普拉斯变换与逆变换,推导了圆形隧道黏弹-黏塑性解析解。当t?0时,该解退化成线弹性本构模型的解答;当t??时,该解退化成理想弹塑性本构模型的解答。通过工程实例,分析了围岩位移场、应力场和黏塑性区半径随时间的变化规律。当支护力保持不变时,围岩不同位置位移、围岩黏塑性区半径将随时间增长而持续增大并趋于稳定;围岩黏弹-黏塑性特征对径向应力和黏弹性区切向应力影响较小,对黏塑性区切向应力影响较大,越靠近洞壁处,切向应力随时间变化越剧烈。此外,不同支护力作用下洞壁处的切向应力在支护初期均较大,因此应采用及时支护的策略;考虑到围岩黏弹-黏塑性特征对支护力的影响,建议采取让压支护技术以保证围岩和衬砌的稳定性。 展开更多
关键词 圆形隧道 黏弹-黏塑性 西原模型 拉普拉斯变换 解析解
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石膏矿岩三轴压缩蠕变特性试验研究 被引量：12
17
作者 蒋玄苇 陈从新 +2 位作者 夏开宗 刘秀敏 周意超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期301-308,共8页
石膏矿开采多采用房柱法,其蠕变特性对采空区稳定性有重要影响。以荆花石膏矿为背景,利用RC-2000微机控制岩石三轴蠕变试验机,结合具体工程情况,对荆花石膏矿岩进行围压分别为0、2.5、5.0、7.5 MPa的蠕变试验。分析了所得的蠕变试验数据... 石膏矿开采多采用房柱法,其蠕变特性对采空区稳定性有重要影响。以荆花石膏矿为背景,利用RC-2000微机控制岩石三轴蠕变试验机,结合具体工程情况,对荆花石膏矿岩进行围压分别为0、2.5、5.0、7.5 MPa的蠕变试验。分析了所得的蠕变试验数据,选取合适的模型对试验曲线进行拟合,利用等时应力-应变曲线簇法求得在不同围压下的长期强度。分析可知,荆花石膏矿蠕变包含衰减蠕变和等速蠕变2个阶段,轴向应力较小时只出现衰减蠕变,轴向应变增大到一定程度时将出现衰减蠕变和等速蠕变2个阶段。选择西原模型对试验曲线进行拟合结果表明,西原模型能较好地描述石膏矿的蠕变力学特性,拟合相关系数R均大于0.9;在不同围压情况下长期强度与蠕变强度的比值为0.89~0.95,即围压对长期强度的影响不大。研究结论能为石膏矿采空区的稳定性分析提供依据。 展开更多
关键词 石膏矿岩 蠕变 长期强度 西原模型
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泥质砂岩蠕变特性与锚固控制效应试验研究 被引量：8
18
作者 韩立军 王延宁 +2 位作者 蒋斌松 张后全 宗义江 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期65-72,77,共9页
通过泥质砂岩单轴压缩蠕变试验,揭示岩石蠕变变形与破坏的特点,反映了不同应力路径下的岩石蠕变速率与发展过程,建立了泥质砂岩的非线性蠕变模型,并通过对试件施加侧向刚性约束和锚固约束,以反映地下工程围岩在平面应变状态和支护状态... 通过泥质砂岩单轴压缩蠕变试验,揭示岩石蠕变变形与破坏的特点,反映了不同应力路径下的岩石蠕变速率与发展过程,建立了泥质砂岩的非线性蠕变模型,并通过对试件施加侧向刚性约束和锚固约束,以反映地下工程围岩在平面应变状态和支护状态下的蠕变特性。研究结果表明,锚固约束可以显著提高岩石发生稳定蠕变的应力阀值,减缓蠕变速率。根据改进的蠕变方程进行试验数据的拟合,确定了改进的西原模型蠕变方程中的各物理量。与单轴蠕变试验结果对比表明,该模型的计算结果与试验数据吻合较好,说明改进的西原模型可较好地反映岩石加锚后的蠕变特征。研究结果对深部地下工程围岩的变形与稳定控制研究具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 蠕变 锚固 弹性模量 黏滞系数 西原模型 应力阀值
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改进的西原模型及其在ADINA程序中的实现 被引量：22
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作者 汪仁和 李栋伟 王秀喜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1954-1958,共5页
通过对现有流变模型的分析及大量的冻土单轴蠕变试验表明:可以用非线性牛顿体替代线性牛顿体对西原模型进行改进。利用Mises屈服准则推导出用于数值计算的黏弹塑性材料柔度矩阵,并成功地添加到了ADINA有限元程序中。通过对淮南某深表土... 通过对现有流变模型的分析及大量的冻土单轴蠕变试验表明:可以用非线性牛顿体替代线性牛顿体对西原模型进行改进。利用Mises屈服准则推导出用于数值计算的黏弹塑性材料柔度矩阵,并成功地添加到了ADINA有限元程序中。通过对淮南某深表土冻结井筒开挖过程的数值模拟和现场实测数据对比表明:改进的西原模型用于深井冻结壁的有限元计算分析是可行的。 展开更多
关键词 蠕变 改进的西原模型 冻结壁 ADINA有限元程序
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水泥改良风积砂负温动力性能与流变特征研究 被引量：13
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作者 张向东 李军 +3 位作者 孙琦 易富 刘家顺 曲直 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期4395-4403,4412,共10页
为研究水泥掺量对风积砂改良效果影响及不同负温、频率下的改良风积砂动力特征,开展了单轴、动力循环加载和蠕变试验。通过单轴试验获得了不同水泥掺量的改良风积砂7、28 d单轴抗压强度,并结合冻胀量随时间变化规律确定了最优水泥掺量;... 为研究水泥掺量对风积砂改良效果影响及不同负温、频率下的改良风积砂动力特征,开展了单轴、动力循环加载和蠕变试验。通过单轴试验获得了不同水泥掺量的改良风积砂7、28 d单轴抗压强度,并结合冻胀量随时间变化规律确定了最优水泥掺量;通过动力循环试验测定了不同次数的滞回曲线,确定了改良风积砂动弹性模量衰减、动损伤和阻尼比的演化规律;通过流变试验确定了能够描述滞回曲线流变特征的西原模型参数,建立了屈服前后滞回曲线的演化方程,并给出了每个循环内的时间划分标准。研究发现:(1)电镜观测显示水泥在风积砂颗粒间形成絮状连接结构,增加颗粒间的黏结强度,有效抑制动力损伤发展;(2)负指数模型可以描述改良风积砂动弹性模量衰减特征,阻尼比随加载次数增加逐渐变大,最终趋于某一定值,掺入水泥可以有效控制阻尼比发展;(3)提出了考虑围压影响的改进西原模型,根据实际加载特征建立了滞回曲线的加载方程,最小二乘原理可以对流变参数进行识别。 展开更多
关键词 水泥改良风积砂 动力特征 动力损伤 西原模型 滞回曲线
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