基于岩石粘弹性非定常蠕变方程的参数辨识

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1、山东科技大学硕士学位论文岩石粘弹性非定常蠕变方程的参数辨识姓名：丁志坤申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：吕爱钟20030601山东科技大学硕士论文摘要近年来，由于力学试验手段和技术的迅速发展，岩石的流变试验的研究也取得了极大的进展。在此基础上不少学者开始着手探索基于试验结果分析来建立非线性的粘弹性本构模型。本文在页岩蠕变试验数据的基础上，分析了岩石粘弹性变形随应力水平不同和时间发展的变化规律。本文从元件型本构方程出发验证引入非定常参数的必要性。建立了一维情况下，非定常粘弹性模型的蠕变方程，通过理论计算结果与试验结果的对比，发现非定常粘弹性模型比定常粘弹性模型更为准确的反映了

2、岩石的粘弹性变形性能。关键词：粘弹性，蠕变，非定常参数，元件型本构方程山东科技大学硕士论文摘要AbstractInrecentyears，rockrheologicalexperimentresearehhasbeenmadegreatprogressduetotherapiddevelopmentofmechanicalexpedmentmethodsandtechnologies．Inthiscase，maⅡyresearcherShaVebeguntobuildnonlinearvisco-elasticconstitlltivemodelaccordingtoexperim

3、entalda饥Basedonthecreepexperimentaldataofshale，thereIationshipbetweens仃esslevel，timeandvisco_elasticdeformationdiscipHnesofrockisanalyzed．ElementcoⅡstitIltiVemodelisadoptedtotestifythenecessit)，ofnoⅡ-stationaryparameters．One—dimensionalnoⅡ-sta60nar了Visco-dasdccreepequationofrockisgiVen．Accordi

4、ngtodatacontrastoftheoryandexpedment，non·stationaryVisc沪elasticconstitutiVemodeImoreaccuratelyreflectsthedeformatioⅡcapabilityofroekthantheconstantone．Keywords：“sc。．elastici饥creep，n。n．sta劬naryparameters，eIementconstitIltivemodeI声明本人璺交绘瞧东科技丈学的这篇硬±学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，众部是本人在导师指导下的研究成果。该论文尚没有呈交

5、于其它任何学术机关作鉴定。研究生签名；了，§，绅日期：M王，．，AFFIRMATl0Nsignature：护—吃P_l二i“nDate：舻7．ff竺姆姗裟鬻嘶螨一嘲嫩岍溅懿。箍七醚帅洒?姗㈨．引嗽瀵1j3riko汀董=岫删1秘S洲对础巅筌篇蛐溉；?胁m．刚浊眦№斑峨一删鋈篡M峨砌如．季山东科技大学硕士学位论文1绪论1．1引言固体力学研究物体所受力与变形之闯的关系。某些固体在一定的条件下，如在荷载持续作用下或承受高温还表现出力和变形与时闻相依从的粘性流动。流变是许多工程材料都具有的一种粘性特征。岩土材料是流变体，在一定的应力条件下，其流变力学性质就会明显地表现出来。例如隧洞开挖后在二

6、次应力场的作用下围岩表现出明显的蠕变性；设置衬砌后围岩压力会随时间变化；边坡内软弱材料在地应力作用下的蠕变会逐渐形成滑动面从而酿成滑坡等。在这些岩土工程问题中，一个显著的特点是岩土材料及工程结构物的应力、变形、强度等力学性质都与时间有关。现在人们已清楚地认识副，只有用流变力学的原理去分析解决这些问题，才能得到较为合理的结果，因此对岩土材料流变力学的研究在理论和应用方面都有十分重要的意义。实际上，流变现象的研究并不仅仅局限于岩土材料，对金属材料的流变研究也常见于各种文献之中。更为有趣的是对农产品诸如西红柿，土豆等和水果在运输和储藏条件下的流变研究也引起了有关专家的兴趣。Il5J流变(

7、Rheology)一词起源于古希腊哲学家}k豫cli抛s所说的“ⅡⅡvTape-”，意即“万物皆流”。因此一般意义上构流变是讲物质的流动与变形。岩石的流变则是指岩石介质本身应力状态和应变状态随时间的变化。固体力学有三个经典模型，即：线弹性，理想塑性及线粘弹。众所周知，完全弹性体的变形具有瞬时特征，其变形与时间无关，并且是可逆的，卸载后能够完全恢复原状。当物体应力超过材料的屈服强度以后，变形将呈塑性状态而产生永久变形或称塑性流动，但仍与时间无关。塑性流动呈现固态性质，其