基于应力和时间双重影响下岩石蠕变模型研究

发布时间：2021-06-20 09:50

　　为了更好地描述岩石蠕变的全过程和表征加速蠕变阶段的变形特性,研究岩石蠕变力学机理并引入弹塑性损伤体,改进广义开尔文蠕变模型,进而构建1个可反映岩石加速蠕变变形特征的弹塑性损伤体蠕变模型,并提出一种确定蠕变模型参数的方法;通过室内三轴蠕变试验计算出不同时间和应力作用下的蠕变参数,分析不同应力作用下蠕变参数与时间关系,揭示蠕变参数劣化的实质和岩石蠕变变形破坏的机理。研究结果表明:当岩石的体积压缩状态转化为扩容状态后,体积模量的绝对值随蠕变应力增大而减小,且随应力水平增大以及时间推移,岩石的蠕变扩容效果越来越明显;而损伤影响程度系数反映了在蠕变变形过程中岩石内部损伤程度,当损伤影响程度系数增大时,岩石内部的损伤程度以及岩石的加速蠕变变形也越大;通过分析蠕变参数在时间作用下劣化规律,验证了该方法是合适可行的,且建立考虑应力和时间双重影响的蠕变模型,也较好地模拟了岩石从衰减蠕变到加速蠕变的变形全过程,同时更加准确地反映了岩石的衰减和稳定蠕变阶段的蠕变特性。 

【文章来源】：中南大学学报(自然科学版). 2020,51(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

不同围压作用下的应力-应变曲线

由图7可知：当轴向应力小于70 MPa时，各级荷载作用下的轴向应变随作用时间的变化很小(基本集中于1点)，且应力-应变关系基本符合线性变化关系；当轴向应力大于70 MPa时，随应力增大，岩石的轴向变形呈现出增大趋势，且应力-应变之间关系呈现出非线性变化规律。根据文献[19-20]可知，将发散点对应的应力作为岩石的长期强度，则围压20 MPa条件下岩石的长期强度σs为70 MPa。因此，围压20 MPa条件下岩石的长期强度σs为70 MPa。图6 20 MPa围压作用下砂岩的蠕变速率

20 MPa围压作用下砂岩的蠕变速率

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]渗流作用下岩石蠕变试验与变参数蠕变方程的研究[D]. 阎岩.清华大学 2009



本文编号：3238966