三轴压缩下粉砂质泥岩蠕变本构模型研究-论文.pdf

《三轴压缩下粉砂质泥岩蠕变本构模型研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第7期岩土力学Vl0l-33NO．72012年7月RockandSoilMechanicsJu1．2012文章编号：100O一7598一(20】2)O7—2035—07三轴压缩下粉砂质泥岩蠕变本构模型研究李亚丽，于怀昌，刘汉东(华北水利水电学院资源与环境学院，郑州450011)摘要：依据粉砂质泥岩三轴压缩蠕变试验结果，分析了岩石的蠕变力学特性。选取线性黏弹性Burgers模型来描述岩石的衰减蠕变和稳定蠕变特性。引入非线性黏塑性元件，将其与Burgers模型串联起来，建立一个新的六元件非线性黏弹塑性Burgers蠕变本构模型。采用非线性Burgers模型来描述岩石的加速蠕变特性。应用

2、Levenberg．Marquardt算法对蠕变试验睦线进行辨识，得出各级应力水平下岩石轴向与径向的蠕变模型参数。对比试验曲线和模型拟合曲线，二者吻合较好，表明线性Burgers模型与非线性Burgers模型可以准确描述岩石3个蠕变阶段的力学特性。模型参数辨识结果表明，在同一级应力水平下岩石轴向与径向的蠕变模型参数各自独立并不统一，模型参数取值时应考虑岩石蠕变的各向异性以及轴向与径向蠕变量、蠕变速率大小的差异。在前7级应力水平下，模型参数应取以轴向应变辨识得到的Burgers模型参数：在第8级应力水平下，模型参数应取以径向应变辨识得到的Burgers模型参数；在破裂应力水平下，模型参数应取

3、以径向应变辨识得到的非线性Burgers模型参数。关键词：蠕变；本构模型；非线性Burgers模型；参数选取；各向异性；应力水平中图分类号：TU458文献标识码：AStudyofcreepconstitutivemodelofsiltymudstoneundertriaxialcompressionLIYa—li，YUHuai—chang，LIUHan—dong(SchoolofResourcesandEnvironment，NorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower,Zhengzhou450011，China)Ab

4、straet：Basedonthetriaxialcreepcurvesofsiltymudstone．thelinearBurgersmodelISselectedtodescribethecharacteristicsofdecayingcreepandsteadycreepoftherock．WhenthenonlinearviscoplasticcomponentisconnectedwiththeBurgersmodelinseries，anewnonlinearviscoelasto-plasticconstitutivemodelisobtained，namelynonlin

5、earBurgersmodel，whichcandescribetheaccelerativecreepoftherockwel1．TheLevenberg—Marquardtalgorithmisadoptedtoidentifythemodelparameters，andtheBurgersmodelparametersoftherockunderdifferentstresslevelsareobtained．Comparingtestingcurveswithfiringcurves，itisshownthatthelinearandnonlinearBurgersmodelsar

6、esuitabletodescribethethreecreepstagesofrocks．Theidentificationresultsshowthatthemodelparametersidentifiedbytheaxialstrainaredifferentfromthoseidentifiedbytheradialstrainatthesamestressleve1．Therefore，thecreepmodelparametersofsiltymudstoneshouldbeselectedbyconsideringtheanisotropiccharacteristicsa

7、ndthedifferencesofthecreepstrainandthecreepratebetweentheaxialandradialdirectionsoftherock．Underthefirstsevenstresslevels，theBurgersmodelparametersidentifiedbytheaxialstrainshouldbechosenasthecreepparametersofthe