岩土力学 2018, 39(6) 1973-1980 DOI:   10.16285/j.rsm.2016.2076  ISSN: 1000-7598 CN: 42-1199/O3

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全应力-应变曲线
软岩流变
等时应力-应变曲线
蠕变寿命
长期强度
模量时间效应
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基于全应力-应变曲线的软岩蠕变寿命估计
许宏发1,柏 准1,齐亮亮1,耿汉生1,马林建1,刘 斌1, 2
1. 陆军工程大学 国防工程学院 爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室,江苏 南京 210007;2. 68023部队,甘肃 兰州 730050
摘要: 软岩的蠕变寿命是岩石流变学研究的重要内容之一,是影响岩土工程长期稳定的重要因素。根据Goodman原理,蠕变破坏点位于全应力-应变曲线的下降段(破坏段)上。当等时应力-应变曲线簇用分离变量函数表达时,证明了对于给定应变 处的等时应力-应变曲线的切线模量比和割线模量比随时间的变化规律相同。将破坏段曲线简化为直线,等时应力-应变曲线与破坏段的交点(蠕变破坏点)近似等于等时应力-应变曲线上某点 的切线与下降段直线的交点,进而推导出了该交点的蠕变寿命的表达式。 越接近峰值应变,误差越小。这样,可由短时蠕变曲线簇变换到等时应力-应变曲线簇,通过拟合方法求出给定应变 下模量比随时间变化的表达式;再由全应力-应变曲线求出峰值应力与应变、给定应变 下的应力与切线模量、下降段直线斜率等参数;即可得到软岩的蠕变寿命和长期强度。利用本文方法,对某泥岩的蠕变寿命进行了求解,得到了蠕变寿命随应力水平变化的表达式和长期强度值,理论结果与试验结果较吻合。
关键词 全应力-应变曲线   软岩流变   等时应力-应变曲线   蠕变寿命   长期强度   模量时间效应  
Creep life estimation of soft rock based on the complete stress-strain curve
XU Hong-fa1, BAI Zhun1, QI Liang-liang1, GENG Han-sheng1, MA Lin-jian1, LIU Bin1, 2
1. State Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation of Explosion and Impact, National Defense Engineering College, Army Engineering University of PLA, Nanjing, Jiangsu 210007, China; 2. Troops 68023, Lanzhou, Gansu 730050, China
Abstract: 软岩的蠕变寿命是岩石流变学研究的重要内容之一,是影响岩土工程长期稳定的重要因素。根据Goodman原理,蠕变破坏点位于全应力-应变曲线的下降段(破坏段)上。当等时应力-应变曲线簇用分离变量函数表达时,证明了对于给定应变 处的等时应力-应变曲线的切线模量比和割线模量比随时间的变化规律相同。将破坏段曲线简化为直线,等时应力-应变曲线与破坏段的交点(蠕变破坏点)近似等于等时应力-应变曲线上某点 的切线与下降段直线的交点,进而推导出了该交点的蠕变寿命的表达式。 越接近峰值应变,误差越小。这样,可由短时蠕变曲线簇变换到等时应力-应变曲线簇,通过拟合方法求出给定应变 下模量比随时间变化的表达式;再由全应力-应变曲线求出峰值应力与应变、给定应变 下的应力与切线模量、下降段直线斜率等参数;即可得到软岩的蠕变寿命和长期强度。利用本文方法,对某泥岩的蠕变寿命进行了求解,得到了蠕变寿命随应力水平变化的表达式和长期强度值,理论结果与试验结果较吻合。
Keywords: 全应力-应变曲线   软岩流变   等时应力-应变曲线   蠕变寿命   长期强度   模量时间效应  
收稿日期 2016-11-09 修回日期  网络版发布日期  
DOI: 10.16285/j.rsm.2016.2076
基金项目:

江苏省自然科学基金资助(No.BK20141067)

通讯作者: 柏准,男,1991年生,博士研究生,主要从事地下工程抗爆防护研究。E-mail: zhunbai@foxmail.com
作者简介: 许宏发,男,1964年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程的教学与研究工作
作者Email: xuhongfa1@sina.com

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