大理岩结构面非线性蠕变损伤本构模型研究

发布时间：2018-03-19 01:24

  本文选题：大理岩泥化夹层　切入点：剪切蠕变试验　出处：《科学技术与工程》2014年32期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对锦屏二级水电站地下洞室群围岩富含节理的情况,对主要围岩大理岩进行含软弱夹层的剪切蠕变试验,结果表明在应力水平较低时,蠕变变形主要有瞬时弹性变形和黏弹性变形组成,当应力水平较高时,蠕变变形主要有瞬时弹性变形,黏弹性变形和黏塑性变形组成。在广义开尔文模型基础上增加一非线性项,来描述衰减蠕变阶段和稳定蠕变阶段;根据加速蠕变阶段岩石的损伤特性,选取基于应力水平和时间因素的损伤变量,建立了岩石非线性蠕变损伤本构模型,并通过试验结果对该模型进行参数辨识,验证了该模型的正确性和合理性。然后,分别利用该模型和西原(Nishiharamodel)模型对加速蠕变阶段进行拟合,结果表明提出的模型能很好地描述加速蠕变阶段,克服了西原模型的不足。
[Abstract]:In view of the fact that the surrounding rock of underground cavern group of Jinping II Hydropower Station is rich in joints, the shear creep test of marble with weak intercalation is carried out in the main surrounding rock. The results show that when the stress level is low, The creep deformation mainly consists of instantaneous elastic deformation and viscoelastic deformation. When the stress level is high, the creep deformation is mainly instantaneous elastic deformation. The composition of viscoelastic deformation and viscoplastic deformation. A nonlinear term is added to the generalized Kelvin model to describe the decay creep stage and the stable creep stage. Based on the damage variables of stress level and time factor, the nonlinear creep damage constitutive model of rock is established, and the model is identified by the experimental results, which verifies the correctness and rationality of the model. The model and Nishiharamodel model are used to fit the accelerated creep stage respectively. The results show that the proposed model can describe the accelerated creep stage well and overcome the shortcomings of the Xiyuan model.
【作者单位】： 河海大学岩土工程科学研究所;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室;黄河勘测规划设计有限公司;
【基金】：国家重点基础发展计划(973)(2011CB013504) 国家自然科学基金(41272329,51379065)资助
【分类号】：TU45

【参考文献】

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1 缪协兴，陈至达;岩石材料的一种蠕变损伤方程[J];固体力学学报;1995年04期

2 宋勇军;雷胜友;;基于分数阶微积分的岩石非线性蠕变损伤力学模型[J];地下空间与工程学报;2013年01期

3 金丰年,范华林;岩石的非线性流变损伤模型及其应用研究[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2000年03期

4 徐卫亚;杨圣奇;褚卫江;;岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型)及其应用[J];岩石力学与工程学报;2006年03期

5 徐卫亚;周家文;杨圣奇;石崇;;绿片岩蠕变损伤本构关系研究[J];岩石力学与工程学报;2006年S1期

6 朱杰兵;汪斌;邬爱清;;锦屏水电站绿砂岩三轴卸荷流变试验及非线性损伤蠕变本构模型研究[J];岩石力学与工程学报;2010年03期

7 伍国军;陈卫忠;曹俊杰;谭贤君;;工程岩体非线性蠕变损伤力学模型及其应用[J];岩石力学与工程学报;2010年06期

8 刘保国;崔少东;;泥岩蠕变损伤试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年10期

9 夏才初;金磊;郭锐;;参数非线性理论流变力学模型研究进展及存在的问题[J];岩石力学与工程学报;2011年03期

10 张治亮;徐卫亚;王如宾;张玉;;含弱面砂岩非线性黏弹塑性流变模型研究[J];岩石力学与工程学报;2011年S1期

【共引文献】

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2 石振明;张力;;锦屏绿片岩分级卸荷流变规律研究[J];地下空间与工程学报;2010年04期

3 许年春;吴同情;秦娟;;岩石蠕变对边坡支挡力影响的有限元分析[J];地下空间与工程学报;2012年S1期

4 李欣;高谦;刘增辉;杨长祥;;金川Ⅲ矿区硐室围岩蠕变特性与支护时机[J];北京科技大学学报;2011年10期

5 韩冰;王芝银;丁秀丽;徐平;;软硬互层岩体流变特性的数值模拟[J];长江科学院院报;2007年02期

6 朱昌星;阮怀宁;朱珍德;罗润林;王凤娥;;一种新的非线性粘弹塑性流变模型[J];长江科学院院报;2008年04期

7 蒋昱州;徐卫亚;朱杰兵;王瑞红;杨圣奇;;含断续软弱夹层岩石流变力学特性研究[J];长江科学院院报;2009年12期

8 欧阳勇;巨满成;吴学升;高云文;赵万春;;基于孔隙变形泥岩蠕变细观损伤模型[J];大庆石油学院学报;2011年06期

9 张尧;熊良宵;;岩石流变力学的研究现状及其发展方向[J];地质力学学报;2008年03期

10 ;Research on characters of surrounding rock in complex geology conditions and supporting time[J];Engineering Sciences;2008年02期

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1 金丰年;范华林;浦奎源;;岩石蠕变损伤模型研究[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年

2 李云鹏;王芝银;唐明明;王怡;;Relations of complete creep processes and triaxial stress-strain curves of rock[A];Proceedings of the 9th National Conference on Rheology[C];2008年

3 王小平;;岩质边坡分析中的流变问题[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（上册）[C];2006年

4 蒋昱州;徐卫亚;王瑞红;王伟;;水电站大型地下洞室长期稳定性数值分析[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

5 范华林;金丰年;;岩石流变损伤模型的探讨[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年

6 王琛;彭越;;一个岩土非线性粘弹脆性元件模型[A];第六届全国地面岩石工程学术会议暨第二届岩土力学与工程前沿论坛论文集[C];2007年

7 唐明明;王芝银;;石灰岩蠕变变形与应力特性实验研究[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年

8 何满潮;谢和平;彭苏萍;姜耀东;;深部开采岩体力学研究[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议论文集[C];2009年

9 高永涛;陆有忠;金爱兵;;过软弱夹层竖井垮塌的数值模拟及加固[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议论文集[C];2009年

10 徐嘉谟;方祖烈;伍法权;冯夏庭;杨强;邬爱清;何满潮;程良奎;宋胜武;黄润秋;蔡美峰;王明洋;;岩石力学与岩石工程学科发展研究[A];2009—2010岩石力学与岩石工程学科发展报告[C];2010年

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3 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年

4 李刚;水岩耦合作用下软岩巷道变形机理及其控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

5 赵闯;岩石粘弹性质的实验研究[D];中国科学技术大学;2011年

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9 秦本东;煤层顶板石灰岩和砂岩高温膨胀特性及力学特性的试验研究[D];长安大学;2010年

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3 杨欣;充填体蠕变本构模型及其工程应用[D];江西理工大学;2011年

4 张文倩;盐岩地下储库的材料参数概率分布估计及失效概率分析[D];山东大学;2011年

5 伊小娟;大型水电站坝区深部岩体力学特性研究[D];西南交通大学;2011年

6 龚成;锦屏一级水电站左岸边坡岩体流变力学特性及施工期变形稳定性分析[D];成都理工大学;2011年

7 闫超;基于BP神经网络的煤矿深埋硐室软岩流变参数反演分析[D];安徽理工大学;2011年

8 刘栋;深部围岩蠕变特性试验研究[D];湖南科技大学;2011年

9 葛培;岩盐层中核废料处置库温度、变形与应力场分析[D];河北工业大学;2011年

10 傅强;工程软岩蠕变理论及其支护方法的研究[D];辽宁工程技术大学;2011年

【二级参考文献】

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1 杨彩红;毛君;李剑光;;改进的蠕变模型及其稳定性[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年01期

2 邬爱清;周火明;胡建敏;钟作武;朱杰兵;陈汉珍;郝庆泽;;高围压岩石三轴流变试验仪研制[J];长江科学院院报;2006年04期

3 朱昌星;阮怀宁;朱珍德;罗润林;王凤娥;;一种新的非线性粘弹塑性流变模型[J];长江科学院院报;2008年04期

4 曹树刚,边金,李鹏;软岩蠕变试验与理论模型分析的对比[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年07期

5 王维忠;尹光志;王登科;秦虎;;三轴压缩下突出煤粘弹塑性蠕变模型[J];重庆大学学报;2010年01期

6 罗润林;阮怀宁;孙运强;朱昌星;;一种非定常参数的岩石蠕变本构模型[J];桂林工学院学报;2007年02期

7 杨海天，邬瑞锋，，佟晓利;蠕变损伤问题的有效模量法及差分解[J];固体力学学报;1995年03期

8 缪协兴，陈至达;岩石材料的一种蠕变损伤方程[J];固体力学学报;1995年04期

9 杨圣奇;朱运华;于世海;;考虑黏聚力与内摩擦系数的岩石黏弹塑性流变模型[J];河海大学学报(自然科学版);2007年03期

10 金丰年,范华林;岩石的非线性流变损伤模型及其应用研究[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2000年03期

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1 范庆忠;岩石蠕变及其扰动效应试验研究[D];山东科技大学;2006年

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3 赖远明;李双洋;高志华;常小晓;;高温冻结粘土单轴随机损伤本构模型及强度分布规律[J];冰川冻土;2007年06期

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4 薛云亮;林峰;李庶林;;岩石不同围压压缩试验与损伤本构模型研究[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年

5 兑关锁;沈珠江;;土体损伤本构模型理论分析[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年

6 常岩军;矫桂琼;王波;陶永强;王翔;;平纹编织C/SiC复合材料的损伤本构模型[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集（上册）[C];2008年

7 夏旺民;郭增玉;;Q_1黄土的弹塑性损伤本构模型[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集（上册）[C];2003年

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9 单仁亮;薛友松;张倩;;岩石动态破坏的时效损伤本构模型[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年

10 张嘉翔;韦立德;陈从新;杨春和;;压剪应力条件下各向异性岩石损伤本构模型和渗流模型(Ⅱ):三轴压缩应力状态下理论模型及算例[A];湖北省公路学会自然科学优秀学术论文汇编（2008年——2013年）[C];2014年

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2 张吉宏;综合考虑宏细观缺陷的岩体损伤本构模型及破坏机理研究[D];长安大学;2014年

3 万玲;岩石类材料粘弹塑性损伤本构模型及其应用[D];重庆大学;2004年

4 梁宁慧;多尺度聚丙烯纤维混凝土力学性能试验和拉压损伤本构模型研究[D];重庆大学;2014年

5 李正;复杂受力条件下混凝土损伤本构模型及钢筋混凝土桥梁地震损伤分析[D];天津大学;2011年

6 刘军;混凝土损伤本构模型研究及其数值实现[D];大连理工大学;2012年

7 赵永强;污染对水泥土影响的力学试验及其损伤本构模型研究[D];太原理工大学;2008年

8 刘昌明;基于细观力学的耐火材料损伤本构模型开发与实现[D];武汉科技大学;2012年

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4 杨磊;铸造镁合金塑性—蠕变交互作用的损伤本构模型及其应用[D];重庆大学;2005年

5 杨文东;坝基软弱岩体的非线性蠕变损伤本构模型及其工程应用[D];山东大学;2008年

6 王者超;盐岩非线性蠕变损伤本构模型研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2006年

7 汪辉平;岩土变形全过程统计损伤模拟方法研究[D];湖南大学;2013年

本文编号：1632211