基于断裂及高温损伤的岩石蠕变模型研究

论文摘要

为了反映热-力耦合作用下岩石蠕变变形的全过程,依据断裂力学原理提出了岩石裂纹扩展的临界损伤应力和一个新的可描述岩石在稳态蠕变阶段与临界损伤应力相关的非线性黏性分量,在传统西原模型和Burgers模型的基础上,将指数形式的损伤变量、临界损伤应力以及与其有关的非线性黏性分量引入到流变微分方程,通过叠加原理推导了考虑温度效应的单轴和三轴压缩条件下岩石的流变本构关系,建立了岩石的热-力耦合损伤蠕变本构模型。利用不同温度、不同应力条件下花岗岩的三轴蠕变试验曲线和本文蠕变模型的计算曲线进行比较,结果表明本文蠕变模型能够较好地模拟岩石在初始瞬态、稳态和加速蠕变阶段全过程的变形规律,验证了所建模型的有效性和合理性。该模型为分析高温、高应力环境下岩石工程的长期变形和稳定情况提供了理论依据。

论文目录

• 1 应力与裂纹扩展之间的关系
• 2 岩石热黏弹塑性蠕变损伤模型
•   2.1 热-黏塑性损伤元件
•   2.2 热-黏-弹-塑性损伤蠕变本构模型
•   2.3 热-黏-弹-塑性损伤蠕变本构方程的三维表达式
• 3 模型参数的确定
• 4 模型验证及参数分析
•   4.1 模型验证
•   4.2 模型参数讨论
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李修磊,李起伟,李倩

关键词: 岩石力学,蠕变模型,热力耦合,临界损伤应力,本构关系

来源: 水文地质工程地质 2019年06期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 重庆交通大学交通运输学院,中交第一公路勘察设计研究院有限公司,四川大学锦江学院

基金: 中国博士后科学基金项目资助(2018M633627XB)

分类号: TU452

DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2019.06.07

页码: 46-56

总页数: 11

文件大小: 355K

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