基于分数阶微积分的岩石非线性蠕变本构模型研究及其在Flac3D中的二次开发

发布时间：2021-06-20 07:59

　　岩石介质由于其构成和赋存环境的特殊性和复杂性而具备流变性这一特定力学性质。岩石的流变性是指岩石在一定的荷载、湿度、温度等条件下表现出的的应力应变关系随时间推移而发生改变的力学现象。很多岩土工程都与岩石的流变性有密切关系,岩石流变力学研究对于解决岩石力学的实际问题非常重要。传统的岩石本构模型只能模拟掩饰的线性蠕变阶段,对于非线性阶段无法准确体现。本文基于分数阶微积分理论,提出一种新的非线性元件组合本构模型,将其应用于Flac3D软件进行二次开发,并用隧道注浆加固的算例验证二次开发的有效性。主要研究结论如下:（1）基于分数阶微积分理论,建立了一个能反映岩石黏弹塑性特性的非线性蠕变本构模型,并推导出该模型的本构方程。该模型能全面反映出岩石的瞬弹、瞬塑、粘弹、粘塑蠕变特性,全面描述岩石蠕变的三个阶段,并且体现岩石变形的非线性渐变特点。（2）在1stopt数据处理软件平台上基于麦夸特算法,编写非线性拟合程序,对锦屏水电站绿片岩的三轴蠕变实验数据进行拟合求参,与博格斯模型进行对比研究,该模型的拟合精度更高,说明了模型能准确反映岩石蠕变的非线性特点。（3）将建立的蠕变模型本构方程进行了三维中心差分格... 

【文章来源】：中国地震局地震研究所湖北省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

由于岩石流变导致的支护变形在岩石流变力学理论中，岩石流变本构模型的研究具有重要地位

图 1.2 国内首台岩石扭转流变仪在国内，为建设三峡大坝工程做技术筹备，陈宗基[16]教授于 20 世纪 40 年代首次开展了岩石的现场流变试验，是我国岩石流变学领域的奠基者。图 1.2 是我国首台研制成功的岩石扭转流变仪，由陈宗基、刘海等主导设计，该流变仪对硬岩和软岩均能够长期加载，曾成功的应用于葛洲坝砂岩、三斗坪大理岩的断裂

软体元件示意图

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]深部围岩蠕变特性试验研究及其数值模拟[D]. 刘正.湖南科技大学 2012



本文编号：3238804