适用于节理岩体新型黏弹塑性模型研究

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1、第25卷增1岩石力学与工程学报Vol.25Supp.12006年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2006适用于节理岩体的新型黏弹塑性模型研究张贵科，徐卫亚(河海大学岩土工程研究所，江苏南京210098)摘要：在分析岩体变形特点和常用流变模型变形特性的基础上，提出与应力状态和时间相关的非线性黏性体。非线性黏性体在应力小于其极限值时，变形随时间增长而趋于稳定，当应力大于其极限值时，变形将随时间增长而急剧增大。将非线性黏性体引入传统Maxwell模型中，由改进的Maxwell模型与传统Kelvin模型和St.Ve

2、nant塑性体串联得到新型五元件黏弹塑性模型。在五元件黏弹塑性模型中，改进Maxwell体中的弹性体和非线性黏性体分别模拟瞬时弹性变形和黏性流动变形，Kelvin体和St.Venant体分别模拟延滞回复和瞬时塑性变形。理论分析和试验验证表明，五元件黏弹塑性模型可以较全面地反映岩体变形特征，并可以反映岩体在低应力状态下流变趋于稳定、而应力水平超过其极限值后出现加速流变而破坏的流变规律。关键词：岩石力学；节理岩体；岩体变形；流变模型；非线性黏性体；黏弹塑性模型中图分类号：TU457文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)增1–2894–08ANALYSISOFAN

3、EWVISCO-ELASTO-PLASTICMODELFORJOINTEDROCKMASSZHANGGuike，XUWeiya(InstituteofGeotechnicalEngineering，HohaiUniversity，Nanjing，Jiangsu210098，China)Abstract：Onthebasisofanalyzingthecharacteristicsofrockmassdeformationandgeneralrheologicalmodels，anewnonlinearviscoussubstancewhichisrelatedtostres

4、sstateandtimeispresented.Whenthestressislowerthanitslimitvalue，thedeformationofthenewnonlinearviscoussubstancewillreachtothestablestateastimegoingon，otherwise，thedeformationwillincreasesharply.ThenewnonlinearviscoussubstanceisappliedtoimprovethefunctionoftheclassicalMaxwellmodel.Anewvisco-

5、elasto-plasticconstitutivemodelconsistedof5-components(VEP-5Cmodel)isdefinedinserieswiththeimprovedMaxwellmodel，theclassicalKelvinmodelandtheSt.Venantplasticsubstance.Theelasticcomponentandthenon-linearviscouscomponentoftheimprovedMaxwellmodelcansimulatetheinstantaneouselasticdeformationan

6、dvisco-plasticdeformationrespectively.TheKelvinmodelandSt.VenantcomponentofVEP-5Cmodelcanrepresentthevisco-elasticdeformationandinstantaneousplasticdeformationrespectively.Theoreticalanalysisandresultsoftestindicatethatthenew5-componentsvisco-elasto-plasticconstitutivemodelcanfullydescribe

7、thecharacteristicsofrockmassdeformation.Thenewmodelcanalsocharacterizethepropertythattherockmassrheologicaldeformationwillkeepstableinlowerstressstate，whileacceleratingrheologicaldeformationinstressexceedingitslimit.Keywords：rockmechanics；jointedrockmass；defor