›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (6): 1973-1980.doi: 10.16285/j.rsm.2016.2076

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

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. 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
  • 收稿日期:2016-11-09 出版日期:2018-06-11 发布日期:2018-07-03
  • 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 E-mail:xuhongfa1@sina.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
  • 基金资助:

    江苏省自然科学基金资助(No.BK20141067)

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. 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
  • Received:2016-11-09 Online:2018-06-11 Published:2018-07-03
  • Supported by:

    This work was supported by the Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20141067).

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

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。

Key words: 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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