砂岩蠕变特性试验及三维非线性力学模型研究
2021-04-16刘凡熙赵立财余建星蒋腾健
山东科学 2021年2期
关键词:模型
刘凡熙,赵立财,余建星,蒋腾健
(1. 广西南宁水利电力设计院,广西 南宁 530001;2. 天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300354;3. 南宁市城市建设投资发展有限责任公司,广西 南宁 530031)
岩石是一种非均质非线性的地质材料,不仅具有弹性和塑性特征,其蠕变特征也是岩石力学中的核心研究内容之一[1]。水利水电工程、采矿工程、隧道工程中岩体蠕变变形明显会对工程建设与运营造成威胁[2]。
对于岩石蠕变特性已有大量研究,江宗斌[3]探究水化学溶液和低温对板岩蠕变特性的影响规律,基于此建立水化学-应力-损伤耦合模型;徐鹏等[4]以粉砂岩为研究对象,开展多级增量循环加卸载流变试验,根据试验结果提出一种可描述塑性应变变化规律的裂隙塑性元件,与Burgers模型串联从而得到一个新的蠕变模型;梁冰等[5]进行片麻岩三轴压缩蠕变试验,对其起始蠕变应力阈值、长期强度和加速蠕变启动时间进行分析;何峰等[6]开展不同含水率下的煤岩蠕变试验,研究水对煤岩蠕变变形、长期强度等的影响。
目前关于砂岩蠕变特性试验所建本构模型多为一维应力状态下的力学模型,难以反映岩石在三维应力状态下的蠕变行为。本文以某大型水利枢纽工程坝肩砂岩为研究对象,进行差异性围压条件下的三轴压缩蠕变试验。重新定义了一个与时间和围压都相关的黏弹性模量E(p,t),并得到了新的三维非线性力学模型。
1 蠕变试验
1.1 试验设备
蠕变试验采用RLW-2000型岩石三轴流变试验系统。……
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