參數(shù)非定常的軟巖非線(xiàn)性黏彈塑性流變本構(gòu)模型研究.pdf

1、隨著西部大開(kāi)發(fā)政策的實(shí)施和經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，礦山、水電和交通等大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼，深部軟巖建設(shè)工點(diǎn)越來(lái)越多，并引發(fā)了施工過(guò)程中圍巖持續(xù)性的蠕變大變形災(zāi)害，對(duì)工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性及運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)安全性和使用壽命提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，依托國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“軟巖非定常分?jǐn)?shù)階微積分蠕變本構(gòu)模型及深部軟巖隧道施工圍巖大變形控制理論研究”，本文從實(shí)驗(yàn)及理論的角度研究軟弱巖石在長(zhǎng)期荷載作用下的蠕變特性，建立了能正確反映軟巖蠕變破壞全過(guò)程的本構(gòu)模型

2、，取得了如下成果:
　　(1)在蠕變實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于蠕變損傷導(dǎo)致巖石的力學(xué)參數(shù)逐漸弱化。本文根據(jù)泥巖在不同蠕變時(shí)間、不同軸向應(yīng)力作用下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了泥巖彈性模量隨時(shí)間的衰減公式。
　　(2)基于Maxwell模型，并考慮蠕變過(guò)程中彈模隨時(shí)間的衰減規(guī)律，建立了一種參數(shù)非定常的軟巖非線(xiàn)性黏彈塑性蠕變本構(gòu)，并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí)。該模型可以很好地描述單軸壓縮狀態(tài)下泥巖蠕變?nèi)^(guò)程，三維狀態(tài)下該蠕變模型對(duì)泥巖三軸壓縮蠕變曲線(xiàn)等速和

3、加速蠕變階段實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述不甚理想，該模型仍可以為以后的研究提供參考借鑒。
　　(3)通過(guò)重新定義一個(gè)新的非線(xiàn)性黏壺元件，結(jié)合Bingham模型，本文提出了一個(gè)基于改進(jìn)Bingham模型的軟巖參數(shù)非定常的一維非線(xiàn)性黏彈塑性流變本構(gòu)，該本構(gòu)能準(zhǔn)確描述單軸壓縮蠕變下泥巖的衰減、穩(wěn)態(tài)和加速蠕變階段。
　　(4)將所建立的基于改進(jìn)Bingham模型的蠕變本構(gòu)方程推廣到三維狀態(tài)，并根據(jù)泥巖三軸蠕變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該三維模型進(jìn)行了參數(shù)辨識(shí)和驗(yàn)證