一种基于应变能理论的黏弹塑性蠕变本构模型

›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (12): 3430-3436.

一种基于应变能理论的黏弹塑性蠕变本构模型

沈才华^{1, 2}，张兵¹，王文武1

1.河海大学土木与交通学院，南京 210098；2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点试验室，江苏徐州 221008

收稿日期:2014-03-10 出版日期:2014-12-11 发布日期:2014-12-15
作者简介:沈才华，男，1976年生，博士，讲师，主要从事地下工程、岩土工程方面的教学科研工作。
基金资助:
江苏省自然科学基金面上项目（No. BK20141419）；中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目（No. SKLGDUEK1211）；中央高校基本科研业务费专项资金资助（No. 2014B04914）。

A new visco-elastoplastic creep constitutive model based on strain energy theory

SHEN Cai-hua^{1, 2}, ZHANG Bing¹, WANG Wen-wu¹

1. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China; 2. State Key Laboratory of Geomechanics and Deep Underground Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China

Received:2014-03-10 Online:2014-12-11 Published:2014-12-15

摘要/Abstract

摘要： 从内能角度分析发生蠕变的机制，基于应变能理论，采用Perzyna黏塑性理论与西原正夫元件模型相结合，建立了一种能描述衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变3个阶段全过程的蠕变统一本构模型。该模型考虑了应力状态对加速蠕变的影响，通过定义加速蠕变临界应变能密度值可以有效判断加速蠕变发生时刻，并在统一蠕变本构模型基础上进行简化，采用Drucker-Prager（D-P）屈服准则结合相关联流动法则，用过屈服应力比反映加速阶段蠕变应变速率变化，建立了一个实用的能预测加速蠕变并能反映蠕变3阶段全过程的简化蠕变本构模型，结果表明，数值模拟结果与试验数据基本吻合，研究成果为岩石蠕变断裂过程研究提供了一种新的思路。

关键词: 应变能, Perzyna黏塑性, 蠕变, 西原模型

Abstract: The mechanism of creep from the perspective of internal energy is analyzed. Based on the strain energy theory, a creep constitutive model is established by combining the Perzyna viscoplasticity theory and Nishihara model, which can describe the whole process of transient creep, steady state creep, and accelerated creep. The model takes into account the influence of stress state on the accelerated creep, and defines the critical strain energy density to effectively judge the occurrence time of accelerated creep. On the basis of the unified creep constitutive model, a practical simplified creep constitutive model is built by adopting Drucker-Prager yield criterion and associated flow rule; and using the yield stress ratio to reflect the creep strain rate change of accelerated creep, which can predict the accelerated creep and reflect the whole process of the three stages of creep. As the simulation result is basically consistent with the test data, the research results provide a new idea for the study of rock creep fracture process.

Key words: strain energy, Perzyna viscoplasticity, creep, Nishihara model

中图分类号:

TU 452

沈才华，张兵，王文武,. 一种基于应变能理论的黏弹塑性蠕变本构模型[J]. , 2014, 35(12): 3430-3436.

SHEN Cai-hua , ZHANG Bing , WANG Wen-wu,. A new visco-elastoplastic creep constitutive model based on strain energy theory[J]. , 2014, 35(12): 3430-3436.

参考文献

相关文章 15

[1]	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.
[2]	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.
[3]	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.
[4]	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.
[5]	雷江, 陈卫忠, 李翻翻, 于洪丹, 马永尚, 谢华东, 王富刚, . 引红济石引水隧洞围岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3435-3446.
[6]	李晶晶, 孔令伟, . 膨胀土卸荷蠕变特性及其非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3465-3475.
[7]	储昭飞, 刘保国, 任大瑞, 宋宇, 马强, . 软岩流变相似材料的研制及物理模型试验应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2172-2182.
[8]	金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2239-2246.
[9]	夏才初, 刘宇鹏, 吴福宝, 徐晨, 邓云纲, . 基于西原模型的圆形隧道黏弹-黏塑性解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1638-1648.
[10]	曹梦, 叶剑红, . 中国南海钙质砂蠕变-应力-时间四参数数学模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1771-1777.
[11]	朱赛楠, 殷跃平, 李滨, . 二叠系炭质页岩软弱夹层剪切蠕变特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1377-1386.
[12]	李鑫, 刘恩龙, 侯丰, . 考虑温度影响的冻土蠕变本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 624-631.
[13]	杨秀荣, 姜谙男, 王善勇, 张峰瑞, . 冻融循环条件下片麻岩蠕变特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4331-4340.
[14]	张峰瑞, 姜谙男, 江宗斌, 张广涛. 化学腐蚀-冻融综合作用下岩石损伤蠕变特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3879-3888.
[15]	曾寅, 刘建锋, 周志威, 吴池, 李志成, . 盐岩单轴蠕变声发射特征及损伤演化研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 207-215.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed