›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (4): 933-942.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

低频循环荷载下盐岩轴向蠕变的Burgers模型分析

王军保1, 2,刘新荣1, 2,黄 明3,杨 欣2   

  1. 1. 西安建筑科技大学 土木工程学院,西安 710055;2. 重庆大学 土木工程学院,重庆 400045;3. 福州大学 土木工程学院,福州 350108
  • 收稿日期:2013-09-24 出版日期:2014-04-10 发布日期:2014-04-18
  • 作者简介:王军保,男,1982年生,博士,讲师,主要从事岩石力学与地下工程方面的研究工作
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划(973)(No. 2009CB724606);国家自然科学基金(No. 41202195)。

Analysis of axial creep properties of salt rock under low frequency cyclic loading using Burgers model

WANG Jun-bao1, 2,LIU Xin-rong1, 2,HUANG Ming3,YANG Xin2   

  1. 1. College of Civil Engineering, Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055, China; 2. College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, China; 3. College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China
  • Received:2013-09-24 Online:2014-04-10 Published:2014-04-18

摘要: 为了研究盐岩在低频循环荷载作用下的蠕变特性,采用恒轴压、循环围压的应力加载方式对盐岩开展了低频循环荷载蠕变试验。试验结果显示,当蠕变时间较短时,盐岩轴向蠕变曲线近似为平滑曲线,波动性不大;当时间增加到一定程度以后,盐岩变形随围压变化而发生明显的波动。总体来看,循环荷载下盐岩轴向蠕变曲线与Burgers模型蠕变曲线较为相似。将Burgers模型分解为Maxwell模型和Kelvin模型,忽略材料的疲劳效应,分别推导了恒轴压、循环围压应力加载方式下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程,分析了荷载循环周期对模型蠕变性的影响规律;将循环荷载下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程进行叠加,得到了循环荷载下Burgers模型的轴向蠕变方程,并利用盐岩蠕变试验结果对其合理性进行了验证。结果表明:拟合曲线和试验曲线吻合良好,该模型能够较好地反映盐岩在循环荷载作用下的蠕变特性和荷载变化对盐岩蠕变性的重要影响,特别是能够反映出不同荷载循环周期下盐岩变形随荷载变化而发生的明显的波动现象。

关键词: 盐岩, 低频循环荷载, 蠕变特性, Burgers模型

Abstract: In order to study the creep properties of salt rock under low frequency cyclic loading, creep tests on salt rock samples under low frequency cyclic loading are carried out by adopting the loading mode of cyclic confining pressure with a constant axial stress. The test results show that up to a certain time, the axial creep curves of salt rock are smooth; while after that point, the axial creep curves clearly fluctuate with the confining pressure. Overall, the axial creep curves of salt rock under low frequency cyclic loading are similar to that of Burgers model. According to the connection relation of component creep model, the Burgers model is divided into Maxwell model and Kelvin model. The axial creep equations of Maxwell model and Kelvin model under the loading mode of cyclic confining pressure with a constant axial stress are deduced respectively in the superposition condition that the fatigue failure of material is neglected, and the effect of loading cycle on the models are also analyzed. Then, by combining the axial creep equations of Maxwell model and Kelvin model, the axial creep equation of Burgers model under cyclic loading is obtained; and the reasonability of which is verified by using the creep test data of salt rock. The result indicates that fitting curves and test curves conform well each other; and the proposed model can well reflect the creep properties of salt rock under cyclic loading, especially the fluctuation of creep deformation with loading change.

Key words: salt rock, low frequency cyclic loading, creep properties, Burgers model

中图分类号: 

  • TU 45
[1] 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.
[2] 陈祥胜, 李银平, 施锡林, 叶良良, 杨春和, . 地下盐穴储气库泄漏原因及防治措施研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 367-373.
[3] 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.
[4] 康燕飞, 陈 结, 姜德义, 刘 伟, 范金洋, 吴 斐, 蒋昌奇, . 不同温度条件下盐岩卤水浸泡后损伤自恢复特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 601-609.
[5] 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.
[6] 康燕飞, 陈 结, 姜德义, 刘 伟, 范金洋. 盐岩损伤自愈合特性研究综述[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 55-69.
[7] 姜德义, 李晓康, 陈 结, 李晓军, 刘 伟, 康燕飞, . 层状盐岩双井流场浓度场试验及数值计算[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 165-172.
[8] 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.
[9] 陈 锋, 张青庆, 姚 威, 叶良良, . 含泥盐岩的扩容特性与剪胀角模型[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 195-201.
[10] 向 高,刘建锋,李天一,徐杨梦迪,邓朝福,吴 池,. 基于声发射的盐岩变形破坏过程的分形与损伤特征研究[J]. , 2018, 39(8): 2905-2912.
[11] 胡唯哲,谢凌志,岑望来,殷 实,罗云川,赵 鹏,. 基于细观试验和离散元法的盐岩力学特性[J]. , 2018, 39(6): 2073-2081.
[12] 马旭强,施锡林,尹洪武,杨春和,李银平,马洪岭,. 三轴压缩下含夹层盐岩破坏机制[J]. , 2018, 39(2): 644-650.
[13] 陈国庆,郭 帆,王剑超,周玉新,. 冻融后石英砂岩三轴蠕变特性试验研究[J]. , 2017, 38(S1): 203-210.
[14] 徐杨梦迪,刘建锋,徐慧宁,邹 航,胡常胜,李佳伟,. 含杂质盐岩加载全过程的渗透试验研究[J]. , 2017, 38(S1): 402-408.
[15] 孟 涛,胡耀青,付庆楠,冯 淦,靳佩华,. 层状盐岩石膏夹层在腐蚀条件下断裂韧度试验及其弱化机制研究[J]. , 2017, 38(7): 1933-1942.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 张文杰,陈云敏. 垃圾填埋场抽水试验及降水方案设计[J]. , 2010, 31(1): 211 -215 .
[2] 詹永祥,蒋关鲁. 无碴轨道路基基床动力特性的研究[J]. , 2010, 31(2): 392 -396 .
[3] 万 智,董 辉,刘宝琛. 基于正交设计下SVM滑坡变形时序回归预测的超参数选择[J]. , 2010, 31(2): 503 -508 .
[4] 高广运,赵元一,高 盟,杨成斌. 分层土中群桩水平动力阻抗的改进计算[J]. , 2010, 31(2): 509 -515 .
[5] 孙曦源,栾茂田,唐小微. 饱和软黏土地基中桶形基础水平承载力研究[J]. , 2010, 31(2): 667 -672 .
[6] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[7] 雷明锋,彭立敏,施成华,安永林. 长大深基坑施工空间效应研究[J]. , 2010, 31(5): 1579 -1584 .
[8] 胡勇刚,罗 强,张 良,黄 晶,陈亚美. 基于离心模型试验的水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基变形特性分析[J]. , 2010, 31(7): 2207 -2213 .
[9] 柴 波,殷坤龙,肖拥军. 巴东新城区库岸斜坡软弱带特征[J]. , 2010, 31(8): 2501 -2506 .
[10] 王维铭,孙 锐,曹振中,袁晓铭. 国内外地震液化场地特征对比研究[J]. , 2010, 31(12): 3913 -3918 .