考虑损伤的软岩流变模型及其工程应用研究

发布时间：2024-05-11 07:53

　　现有的能够计算软岩流变的商业软件如FLAC3D和ABAQUS提供的流变本构模型较少,而且都是线性的。但实际上,岩石受地质构造、地下水渗流、软弱夹层和人工扰动等诸多因素的干扰,其弹性模量、强度和粘滞系数是随时间逐渐劣化的。因此,本文通过在传统的线性流变本构模型中引入损伤因子来表征岩石力学性状的劣化,采用非线性损伤流变模型能够更准确的预测实际岩体工程中软岩的时效非线性变形特征。因此本文的主要研究内容有:(1)将Kelvin体与西原模型串联,建立一个改进的西原流变本构模型。根据滇中红层软岩的蠕变变形特征,采用传统的西原流变本构模型不能很好的描述软岩在减速蠕变和等速蠕变阶段的变形特征,遂尝试将Kelvin体与西原模型串联,改进后的西原流变本构模型能够较好的描述滇中红层软岩第一、第二阶段的蠕变变形特性。(2)在改进的西原流变本构模型中,引入与时间相关的损伤因子。由于改进的西原流变本构模型不能描述软岩的加速蠕变特征,遂通过在岩石材料的变形模量和粘滞系数中引入与时间相关的损伤因子,考虑岩石材料力学特性的劣化,可以很好的描述软岩的加速蠕变变形和破坏特征。(3)对考虑损伤后的流变模型的本构方程及其基本变...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图9面上基金资助率随申请人年龄的分布

图9是申请人出生年份与资助率变化图。可以发现，1960～1969、1970～1979和1980～19893个年龄段的获资助项目总量分别为10、29和54,而对应的资助率分别为20.00%、21.01%和18.75%,进一步显示80后青年科学家具有较为丰富的基金申请书撰写经验。....

图1-2不同应力水平下岩石姗变及卸荷曲线

（１）当岩石所受恒定应力小于长期强度时，岩石在加载后先产生，之后随时间推移发生蠕变变形，应变率逐渐减小到零，岩石变形某一固定值，即只发生衰减蠕变变形。??２）当岩石所受恒定应力大于长期强度但小于屈服强度时，岩石在瞬时弹性变形，之后随着时间推移也发生蠕变变形，当蠕变变形达值即屈服变....

图３－１变刚度一增量迭代法??

图３－１变刚度一增量迭代法??３．２．２本构方程的加速算法??３．２．２．１常ａ矩阵加速收敛算法??令｛ＡＦ｝，?＝｛Ａ／？｝，?＋?Ｒ／Ｊ，?＋｛Ａ／ｉｙ）｝，，贝Ｕ第ｉ个增量荷载步的迭代计算公式可表??示如下：??［尺规｝，＝岡，?＇??［（祖＝｛ＡＦ｝，?＋?［？］｛灿??....

图４－１单轴抗压强度试验仪??取样试件均为较完整且裂隙含量较少的软岩，按照岩性分组，并对各组试样??

（１）软岩的单轴压缩试验??对滇中凤屯隧洞沿线所取红层软岩进行单轴抗压强度试验，试件的尺寸是直??径为５０ｍｍ，高１００ｍｍ的圆柱体，单轴抗压强度试验仪器如图４－１所示。??图４－１单轴抗压强度试验仪??取样试件均为较完整且裂隙含量较少的软岩，按照岩性分组，并对各组试样??进行单....

本文编号：3969750