岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (10): 2937-2948.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1748
刘家顺1, 2, 3,周妮1,左建平3,郑智勇1,金佳旭1
LIU Jia-shun1, 2, 3, ZHOU Ni1, ZUO Jian-ping3, ZHENG Zhi-yong1, JIN Jia-xu1
摘要: 为研究地下硐室开挖卸荷诱发的软岩蠕变损伤特征,以西部矿区弱胶结软岩为研究对象,利用GDS HPTAS开展了分级卸围压蠕变试验,研究了不同含水条件下弱胶结软岩卸围压下蠕变特征和蠕变速率特征。基于稳态蠕变速率倒数的方法,确定了弱胶结软岩长期强度和含水率的数学指数函数关系。基于蠕变速率曲线特征提出了一种确定衰减蠕变与等速蠕变分界点t1和等速蠕变与加速蠕变分界点t2的新方法。引入Riemann-Liouville分数阶积分算子和负时间指数损伤演化变量,定义了非线性损伤Abel黏壶,建立了一个包括弹性元件、黏弹性损伤元件、黏性元件和非线性黏塑性损伤元件的六元件分数阶蠕变损伤本构模型。基于试验结果,采用Trust-Region算法进行了模型参数识别和敏感性分析。结果表明,所建立的模型具有物理意义明确、与试验值吻合度较高等特点,可较为准确地反映开挖卸荷条件下弱胶结软岩蠕变损伤特性,对保障地下工程长期稳定性具有重要的意义。
中图分类号: TU 457| [1] | 范浩, 王磊, 罗勇, 朱传奇, . 卸荷损伤砂岩的分级加载三轴蠕变力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 277-288. |
| [2] | 曹建军, 胡斌, 王泽祺, 李京, . 基于分数阶积分的软弱夹层蠕变损伤模型研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 454-464. |
| [3] | 李天国, 唐彬, 程桦, 刘小虎, 侯俊领, 李宏亮, 王晓云, . 锚固条件下煤系地层裂隙岩体蠕变力学特性研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(10): 3003-3012. |
| [4] | 孙晓明, 姜铭, 王新波, 臧金诚, 高祥, 缪澄宇, . 万福煤矿不同含水率砂岩蠕变力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 624-636. |
| [5] | 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. |
| [6] | 刘家顺, 靖洪文, 孟波, 王来贵, 张向东, 杨建军, . 含水条件下弱胶结软岩蠕变特性 及分数阶蠕变模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2609-2618. |
| [7] | 谈云志, 柯睿, 陈君廉, 吴军, 邓永锋. 碱溶液预降解淤泥有机质的效果与机制讨论[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1567-1572. |
| [8] | 侯志强, 王宇, 刘冬桥, 李长洪, 刘昊. 三轴疲劳-卸围压条件下大理岩力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1510-1520. |
| [9] | 马德鹏, 周岩, 刘传孝, 商岩冬, . 不同卸围压速率下煤样卸荷破坏能量演化特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2645-2652. |
| [10] | 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. |
| [11] | 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. |
| [12] | 许宏发,柏 准,齐亮亮,耿汉生,马林建,刘 斌, . 基于全应力-应变曲线的软岩蠕变寿命估计[J]. , 2018, 39(6): 1973-1980. |
| [13] | 刘秀敏,蒋玄苇,陈从新,夏开宗,周意超,宋许根, . 天然与饱水状态下石膏岩蠕变试验研究[J]. , 2017, 38(S1): 277-283. |
| [14] | 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. |
| [15] | 杨爱武,钟晓凯,梁 超, 李 岩. 吹填泥浆固化及长期力学性能试验研究[J]. , 2017, 38(9): 2589-2596. |
|
||