富水软岩流变扰动效应实验及本构模型研究
2019-07-08于永江张国宁
振动与冲击 2019年12期
于永江, 刘 峰,2, 张 伟, 张国宁
(1.辽宁工程技术大学 矿业学院,辽宁 阜新 123000; 2.中煤平朔集团有限公司,山西 朔州 036006)
富水环境下深部矿井软岩巷道呈现出明显的流变特征,具有流变变形大,变形速率快,失稳规律复杂的特征,尤其是受到断层活化、采掘活动、打眼放炮、地震等产生的动力扰动影响后,常常会引发矿井发生蠕变型冲击地压,对煤矿软岩巷道支护设计提出更严峻的挑战。因此,准确掌握富水软岩在动力扰动下的蠕变特性及本构模型是解决软岩巷道支护问题的关键。目前,岩石的流变理论研究多集中于试验研究和本构理论研究,而在流变本构理论研究中大多数学者青睐于模型理论研究,原因在于模型理论中本构关系形式简单、概念直观、参数物理意义明确、可模拟多种力学效应。巨能攀等[1]针对不同含水条件下红层泥岩的蠕变特性,提出一个黏弹性模量,并引入了一个非线性黏塑性体,得到一个改进的伯格斯模型;李鹏等[2]通过对不同含水率条件下的砂岩软弱结构面进行剪切蠕变试验,考虑到加载历史的影响,对蠕变曲线进行了修正;于超云等[3]基于传统的西原模型,引入两个分别与含水率和时间有关的损伤变量,建立了考虑软岩含水劣化效应的本构模型;王俊等[4]利用自主研制的蠕变试验系统,对不同含水率和温度下的深部软岩进行了分级加载实验,系统研究了水与温度作用对软岩蠕变力学特性的影响规律。……
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