砂岩单轴压缩蠕变试验及对西原本构模型的改进

发布时间：2021-04-03 02:43

　　为研究含水隧道围岩在荷载作用下时效变形规律及破坏机理,以京沈高铁红山隧道为工程背景,采用MTS815.02多功能伺服试验系统对该隧道围岩（砂岩）进行单轴压缩蠕变试验.通过浸水时间来模拟岩石试样不同含水率,并引入弹性体修正系数对Kelvin模型进行改进,得到非线性黏弹性体蠕变方程,并替换西原模型中的经典Kelvin体,得到考虑含水影响的新型蠕变本构模型.结果表明:考虑含水影响的非线性蠕变模型能够较为准确地描述砂岩蠕变全过程;模型曲线与试验曲线贴近度较高,相关系数均在0.95以上,验证了本文模型的准确性与合理性.可为类似工程提供理论和试验依据. 

【文章来源】：兰州工业学院学报. 2020,27(05)

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【部分图文】：

不同含水率砂岩单轴压缩应力-应变曲线

根据单轴蠕变曲线绘制砂岩试样的等时应力-应变曲线,如图3所示(含水率w=0.63%).由图3可以看出:等时应力-应变曲线是由1簇连续曲线构成,且不同含水率情况下均存在1个特定荷载,使该荷载左右两边曲线表现出不同分布状态,即该特定荷载左边曲线紧凑密实,近似满足线性分布规律,而该特定荷载右边曲线松散发散,非线性逐渐增强,则称该荷载点为岩石的长期强度σs,故试样长期强度为70 MPa.

式中:Δ=t-ta,ta为岩石开始进入加速蠕变阶段的时刻;εa为蠕变进入加速阶段的起始应变,其所对应的时间ta即为蠕变进入加速阶段的起始时间,均可由蠕变试验结果得到.当ε<εa,ω=0时,黏壶应变触发器未发挥作用,模型退化为传统西原模型,其蠕变方程为

【参考文献】：
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本文编号：3116458