›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (S1): 167-174.doi: 10.16285/j.rsm.2017.2560

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

含水状态下软岩蠕变试验及损伤模型研究

杨秀荣,姜谙男,江宗斌   

  1. 大连海事大学 道路与桥梁工程研究所,辽宁 大连 116026
  • 收稿日期:2017-12-25 出版日期:2018-07-20 发布日期:2018-09-02
  • 通讯作者: 姜谙男,男,1971年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程稳定性分析和多场耦合方面的研究工作。E-mail:jiangannan@163.com E-mail:yangxiurong6@163.com
  • 作者简介:杨秀荣,女,1991年生,博士研究生,主要从事岩土工程稳定性分析的研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No. 51678101);中央高校基本科研业务费专项资金(No. 3132014326)。

Creep test and damage model of soft rock under water containing condition

YANG Xiu-rong, JIANG An-nan, JIANG Zong-bin   

  1. Institute of Road and Bridge Engineering, Dalian Maritime University, Dalian, Liaoning 116026, China
  • Received:2017-12-25 Online:2018-07-20 Published:2018-09-02
  • Supported by:

    This work was supported by the National Nature Science Foundation of China(51678101) and Central University Basic Research Fund Special Funds(3132014326).

摘要: 为考虑时效劣化和含水弱化对岩石蠕变参数的劣化效应,提出了蠕变损伤模型,即对西原模型进行参数修正与完善,开展了不同含水状态的软岩三轴蠕变试验。首先,对不同含水率的岩石蠕变规律进行了对比分析,初步揭示了含水状态对岩石蠕变过程影响规律的机理。其次,为了能够较好地描述岩石蠕变过程,引入时效劣化效应和含水弱化效应,并通过试验数据拟合了损伤变量和蠕变参数。最后,将模型的计算值与试验值进行对比分析。结果表明,岩石随着含水率的增大,初始蠕变值和稳态蠕变值有所增大。通过FLAC3D验证了该模型的数值计算值与试验值具有很好的吻合性,提出的岩石时效蠕变损伤模型将为岩石流变特性的研究提供一定的理论基础。

关键词: 蠕变试验, 损伤, 改进西原模型, 时效劣化, FLAC3D, Kelvin模型, 软岩, 黏滞系数

Abstract: In order to consider the damage effect of aging deterioration and water content weakened on the creep parameters of rock, a creep damage model is proposed, that is, the parameter correction and improvement of Nishihara model and the triaxial creep tests of basalt with different water contents are carried out. First of all, the creep regularities of rocks with different water contents are comparatively analyzed; and the mechanism of the influence of water content on the rock creep process is revealed. Secondly, in order to describe the rock creep process better, the aging deterioration effect and water content weakened effect are introduced. The damage variables and creep parameters are fitted by the experimental data. Finally, the calculated values of the model are compared with the experimental data. The results show that the initial creep value and steady creep value increase with the increase of water content. Furthermore, it is verified that the numerical calculation of the model agreed well with the experimental data by FLAC3D. The rock aging creep damage model proposed in this paper will provide a theoretical basis for the study of rock rheological properties.

Key words: creep test, damage, modified Nishihara model, aging deterioration, FLAC3D, Kelvin model, soft rock, viscosity coefficient

中图分类号: 

  • TU 452

[1] 张艳博, 吴文瑞, 姚旭龙, 梁鹏, 田宝柱, 黄艳利, 梁精龙, . 单轴压缩下花岗岩声发射、红外特征及 损伤演化试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 139-146.
[2] 田云, 陈卫忠, 田洪铭, 赵明, 曾春涛. 考虑软岩强度时效弱化的缓冲层让压支护设计研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 237-245.
[3] 叶阳, 曾亚武, 杜欣, 孙翰卿, 陈曦, . 球形砾石碰撞损伤破碎三维离散元模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 368-378.
[4] 张卢明, 周勇, 范刚, 蔡红雨, 董云. 强震作用下核安全级反倾层状软岩高陡边坡组合支挡结构抗震性能研究与加固效果评价[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1740-1749.
[5] 杨艳霜, 周辉, 梅松华, 张占荣, 李金兰. 高地应力硬脆性围岩开挖损伤区时效性扩展案例分析——特征与机制[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1357-1365.
[6] 王青元, 刘杰, 王培涛, 刘飞, . 冲击扰动诱发蠕变岩石加速失稳破坏试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 781-788.
[7] 雷升祥, 赵伟. 软岩隧道大变形环向让压支护机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1039-1047.
[8] 侯会明, 胡大伟, 周辉, 卢景景, 吕涛, 张帆. 考虑开挖损伤的高放废物地质处置库温度-渗流-应力耦合数值模拟方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1056-1064.
[9] 陈卫忠, 李翻翻, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 热−水−力耦合条件下黏土岩蠕变特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 379-388.
[10] 周翠英, 孔令华, 崔光俊, 于磊, 刘镇, . 基于天然红层材料的软岩成型模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 419-427.
[11] 张峰瑞, 姜谙男, 杨秀荣, 申发义. 冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 509-519.
[12] 王立业, 周凤玺, 秦虎, . 饱和盐渍土分数阶蠕变模型及试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 543-551.
[13] 梁珂, 陈国兴, 刘抗, 王彦臻, . 饱和珊瑚砂最大动剪切模量的 循环加载衰退特性及预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 601-611.
[14] 李翻翻, 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 基于塑性损伤的黏土岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 132-140.
[15] 周翠英, 梁宁, 刘镇, . 红层软岩压缩破坏的分形特征与级联失效过程[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 21-31.
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