岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (10): 2953-2966.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0803
杨俊涛1, 2,宋彦琦1, 2,马宏发2,杨江坤2,邵志鑫2,鲍伟2
YANG Jun-tao1, 2, SONG Yan-qi1, 2, MA Hong-fa2, YANG Jiang-kun2, SHAO Zhi-xin2, BAO Wei2
摘要: 盐岩是储存化石能源和高放射性核废料的理想介质,研究盐岩蠕变力学特性对地下盐岩储库的安全营运具有重要意义。为合理反映盐岩蠕变过程存在的损伤和硬化两种机制,以元件组合模型为基础,结合分数阶微积分理论建立了一种考虑损伤和硬化效应的盐岩蠕变本构模型。该模型采用考虑时效损伤的弹性元件描述盐岩加载初期的损伤变形,采用分数阶村山体描述盐岩衰减蠕变阶段的黏弹塑性蠕变力学行为;通过引入描述盐岩屈服强度随时间强化的硬化函数来反映盐岩硬化机制;采用瞬时塑性元件描述不可恢复的瞬时变形。基于Kachanov蠕变损伤定律与Lemaitre应变等价原理构造了一种带有应变触发的非线性黏壶元件,该元件能够较好描述盐岩加速蠕变阶段的非线性变形特征。基于组合模型理论推导了考虑硬化和损伤效应的盐岩一维、三维蠕变方程;通过分析已有盐岩单、三轴蠕变试验等时应力−应变曲线特征,确定了村山体启动应力阈值;结合等时应力−应变曲线和蠕变试验数据对模型中的参数进行了辨识。结果表明:建立的蠕变本构模型仅用一组参数即能描述不同应力状态下盐岩的蠕变力学特性,可为预测盐岩蠕变变形特征提供一定的理论依据。
中图分类号:
[1] | 安然, 陈欣, 张先伟, 王港, 高浩东, . 单轴加载过程中钢渣稳定土细观裂隙的动态演化特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 300-308. |
[2] | 梁金平, 荆浩勇, 侯公羽, 李小瑞, 张明磊, . 卸荷条件下围岩的细观损伤及力学特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 399-409. |
[3] | 谢康, 苏谦, 陈晓斌, 刘宝, 王武斌, 王迅, 邓志兴, . 无砟轨道聚氨酯碎石防水联结层单元模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2308-2317. |
[4] | 尹鑫晟, 舒营, 梁禄钜, 张世民, . 考虑渗流的饱和粉土地层盾构开挖面稳定分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 2005-2016. |
[5] | 李满, 刘先珊, 潘玉华, 乔士豪, 郝梓宇, 钱磊, 罗晓雷, . 循环热冲击后裂隙砂岩力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1260-1270. |
[6] | 范金洋, 唐璐宣, 陈结, 杨镇宇, 姜德义, . 基于硬化参量的盐岩蠕变疲劳本构模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1271-1282. |
[7] | 刘新荣, 郭雪岩, 许彬, 周小涵, 曾夕, 谢应坤, 王䶮, . 含消落带劣化岩体的危岩边坡动力累积损伤机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 637-648. |
[8] | 王春, 胡慢谷, 王成, . 热−水−力作用下圆孔花岗岩的动态损伤特征及结构模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 741-756. |
[9] | 茹文凯, 胡善超, 李地元, 马金银, 张晨曦, 罗平框, 弓昊, 周奥辉, . 煤岩组合体卸围压能量演化规律及耗散能损伤本构模型研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3448-3458. |
[10] | 宋勇军, 孙银伟, 李晨婧, 杨慧敏, 张磊涛, 谢丽君, . 基于离散元法模拟的冻融砂岩细观破裂演化特征研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3602-3616. |
[11] | 黎澄生, 孔令伟, 舒荣军, 刘智军, 张炳鑫, . 花岗岩残积土剪切带上的细观结构损伤规律[J]. 岩土力学, 2023, 44(11): 3203-3212. |
[12] | 邓泽之, 王刚, 金伟. 考虑水力波动作用的潜蚀本构模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2921-2928. |
[13] | 赵顺利, 杨之俊, 傅旭东, 方正, . 考虑应变局部化的粗粒料剪切损伤力学机制[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 31-42. |
[14] | 王磊, 陈礼鹏, 刘怀谦, 朱传奇, 李少波, 范浩, 张帅, 王安铖, . 不同初始瓦斯压力下煤体动力学特性及其劣化特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 144-158. |
[15] | 许健, 周立阳, 胡科, 李彦锋, 武智鹏, . 受振动荷载扰动裂隙性黄土单轴压缩力学行为研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 171-182. |
|