检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭学报 2024年第8期49卷 3425-3438页

作者：张胜利徐素国肖宁李静李超太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024 山西省交通科技研发有限公司山西太原030032 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

随着我国盐岩储库工程的兴建,浅部适宜矿床逐渐利用殆尽,盐岩储库向深部发展成为必然趋势。为了研究深部盐岩储库实际运营过程中,围岩在三向地应力和温度耦合作用下的蠕变损伤特征,进行了不同温度和应力耦合作用下深部盐岩的三轴蠕变试... 详细信息

随着我国盐岩储库工程的兴建,浅部适宜矿床逐渐利用殆尽,盐岩储库向深部发展成为必然趋势。为了研究深部盐岩储库实际运营过程中,围岩在三向地应力和温度耦合作用下的蠕变损伤特征,进行了不同温度和应力耦合作用下深部盐岩的三轴蠕变试验。考虑温度和应力对深部盐岩蠕变损伤的影响,认为温度损伤伴随蠕变全过程,所处应力状态达到屈服极限时应力损伤开始发挥作用,且温度和应力与损伤变量之间分别满足Weibull分布和负指数函数的关系。引入分数阶Abel黏壶改进西原正夫模型,建立了一种新的考虑温度-应力耦合效应的黏弹塑性蠕变损伤模型。该模型不仅形式简单,且每个参数都有明确的物理意义,方便模型在数值计算和工程实践中的应用。结果表明:深部盐岩的稳态蠕变率是偏应力和温度的函数,拟合出稳态蠕变应变率本构方程中材料参数A=32.39 MPa-4.83/h、激活自由能Q=7.84×10^(4) kJ/mol、蠕变应力指数n=4.83;不同温度和应力下的黏弹塑性蠕变损伤模型的理论解析解与对应试验数据有良好的吻合度,验证了模型的正确性和精确度。通过蠕变损伤模型各力学元件拟合参数结果验证了温度和应力对岩石蠕变性能的影响规律,证明了所建模型的合理性。所建模型不仅可以精确表征岩石的衰减和稳态蠕变阶段,也能较好地描述加速蠕变阶段的变形特性。

关键词：深部盐岩储气库 TM耦合蠕变损伤模型拟合参数

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广义Kelvin蠕变损伤模型及其参数的智能辨识

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西南交通大学学报 2015年第5期50卷 866-871页

作者：徐国文何川代聪王士民西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

为了更好地描述岩石的流变变形特征,提出了考虑岩石蠕变过程中材料劣化效应的黏弹塑性模型,并导出了该模型的有限差分格式.基于FLAC3D软件的接口平台,采用C++语言实现了模型的二次开发.在此基础上,采用粒子群算法、模拟退火算法与FLAC3... 详细信息

为了更好地描述岩石的流变变形特征,提出了考虑岩石蠕变过程中材料劣化效应的黏弹塑性模型,并导出了该模型的有限差分格式.基于FLAC3D软件的接口平台,采用C++语言实现了模型的二次开发.在此基础上,采用粒子群算法、模拟退火算法与FLAC3D相结合的智能方法,用已有试验数据进行了参数反演.结果表明:该模型能反映岩石的黏弹塑性以及损伤特性,能模拟低应力下岩石的两阶段蠕变和高应力下岩石的三阶段蠕变变形效应;只要反演算法参数取值适当,算法在40代左右就可以收敛到全局最优解.

关键词：蠕变损伤模型智能反演粒子群算法模拟退火算法

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考虑时效损伤劣化的变参数非线性蠕变损伤模型

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工程力学 2017年第6期34卷 17-27页

作者：蒲成志曹平张春阳章求才南华大学核资源工程学院湖南衡阳421001 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070

应力长期作用下岩体内部损伤不断累积、扩展,导致部分承载单元丧失承载能力,使得岩体内部真实应力强度大于表观应力。该文以流变学理论为基础,将损伤因子引入弹性元件及黏性元件中,给出弹性损伤元件及黏性损伤元件的蠕变特征方程,用以... 详细信息

应力长期作用下岩体内部损伤不断累积、扩展,导致部分承载单元丧失承载能力,使得岩体内部真实应力强度大于表观应力。该文以流变学理论为基础,将损伤因子引入弹性元件及黏性元件中,给出弹性损伤元件及黏性损伤元件的蠕变特征方程,用以描述持荷过程中由于损伤累积而呈现出蠕变与时间相关的非线性变形特征;然后以弹性损伤元件及黏性损伤元件的蠕变特征方程为基础,给出考虑损伤效应的经典组合模型的蠕变状态方程,并依据稳定蠕变过程中蠕变变形的组成特征,构建了用于描述软岩稳定蠕变的五元件变参数非线性蠕变损伤模型,同时给出了蠕变损伤组合模型的蠕变变形特征方程;最后以江西东乡铜矿砂质页岩稳定蠕变阶段实验数据为基础,分析并验证了蠕变损伤模型在描述软岩非线性蠕变特征方面的准确性及适用性,拟合结果表明:引入损伤因子的蠕变模型元件,能够很好的描述蠕变的时效-非线性特征。

关键词：稳定蠕变损伤因子损伤元件,时效-非线性蠕变损伤模型

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高黏弹沥青砂蠕变损伤模型

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建筑材料学报 2016年第2期19卷 404-407页

作者：孙雅珍朱传江王金昌顾章义沈阳建筑大学交通工程学院辽宁沈阳110168 浙江省交通工程建设集团有限公司设计分公司浙江杭州310051 浙江大学交通工程研究所浙江杭州310058 沈阳建筑大学理学院辽宁沈阳110168

应用Kachanov损伤模型表征沥青砂损伤的增长变化律,将Burgers模型与损伤因子进行耦合,构建出能够描述高黏弹沥青砂3阶段蠕变全过程的蠕变损伤模型.借助高黏弹沥青砂的弯曲蠕变试验数据,利用最小二乘法,得到相关模型系数和蠕变损伤演化曲... 详细信息

应用Kachanov损伤模型表征沥青砂损伤的增长变化律,将Burgers模型与损伤因子进行耦合,构建出能够描述高黏弹沥青砂3阶段蠕变全过程的蠕变损伤模型.借助高黏弹沥青砂的弯曲蠕变试验数据,利用最小二乘法,得到相关模型系数和蠕变损伤演化曲线.将此蠕变损伤模型曲线与试验结果及Burgers模型曲线进行对比研究.结果表明:该蠕变损伤模型能准确描述高黏弹沥青砂的蠕变3阶段特性,拟合相关系数达到0.998.

关键词：蠕变损伤模型黏弹性与损伤耦合模型高黏弹沥青砂蠕变试验模型参数

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基于最小耗能原理的海棠山隧道围岩蠕变损伤模型

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公路交通科技 2020年第6期37卷 79-86页

作者：刘文博张树光赵恩禄辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

为了研究海棠山隧道围岩的长期稳定性,采用MTS815.02试验机对砂岩展开不同围压作用下的三轴蠕变试验,进而分析了围岩在不同围压作用下的长期变形特性。通过结合最小耗能原理建立损伤模型,以能量角度研究岩石的性能劣化规律和蠕变特性。... 详细信息

为了研究海棠山隧道围岩的长期稳定性,采用MTS815.02试验机对砂岩展开不同围压作用下的三轴蠕变试验,进而分析了围岩在不同围压作用下的长期变形特性。通过结合最小耗能原理建立损伤模型,以能量角度研究岩石的性能劣化规律和蠕变特性。研究结果表明:岩石在变形过程中的能量耗散规律与岩石内部损伤演化规律是一致的,结合最小耗能原理引入内变量,较好地反映岩石内部应力-应变变化状态,将岩石损伤演化规律以能量变化方式呈现出来,也较好地描述了岩石内部能量耗散具体过程;当施加在岩石的应力水平较高时,才会出现稳定蠕变和加速蠕变现象,否则蠕变变形只有衰减蠕变变形,同时,围压的增高不仅增大了试样的破坏应力水平,同时延缓了轴向蠕变变形。最终通过砂岩蠕变试验曲线与模型曲线的高吻合度,这说明了基于最小耗能原理来建立非线性蠕变损伤模型,对砂岩蠕变全过程演化规律描述是合适可行的,也充分地说明将岩石作为耗散结构来确定岩石损伤程度以及反映岩石蠕变全过程变形规律是正确的;该模型对于不同围压作用下花岗岩蠕变特性也有较好地描述,计算曲线和试验数据拟合度较高,说明了该损伤模型的适用性广泛,对实际工程具有指导意义。

关键词：隧道工程蠕变损伤模型最小耗能原理砂岩内变量

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豫南燕山期花岗岩蠕变特性及非线性蠕变损伤模型

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科学技术与工程 2022年第16期22卷 6421-6429页

作者：唐志强吉锋许汉华冯文凯何萧成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司昆明650051 云南省岩土工程与地质灾害重点实验室昆明650051

豫南信阳地区燕山期高钾钙碱性I型花岗岩分布广泛,岩石性质对深埋地下洞室围岩开挖及支护设计具有重要影响。以豫南某大型水电站地下厂房区花岗岩为研究对象,在对其地质分布情况及矿物成分调查测试基础上,进行三轴压缩蠕变试验,揭示了... 详细信息

豫南信阳地区燕山期高钾钙碱性I型花岗岩分布广泛,岩石性质对深埋地下洞室围岩开挖及支护设计具有重要影响。以豫南某大型水电站地下厂房区花岗岩为研究对象,在对其地质分布情况及矿物成分调查测试基础上,进行三轴压缩蠕变试验,揭示了围岩蠕变特性及加载过程中的损伤演化性质,采用等时曲线法进行花岗岩蠕变长期强度分析。考虑蠕变过程中岩石发生的损伤累积,建立变黏性系数的黏壶元件,并代替传统西原正夫模型中Newton黏壶,构建了能够描述加速蠕变阶段的蠕变损伤模型。结果表明:在整个蠕变过程中,花岗岩的总变形量以瞬时弹性变形为主,最终的蠕变破坏表现出脆性剪切破坏的特征;围压对剪切裂缝的扩展具有主要抑制作用;长期强度随围压增大而减小,与常规三轴试验结果相比,长期强度分别下降6.37%和21.0%;采用Levenberg-Marquardt优化算法+通用全局优化算法对非线性蠕变损伤模型进行参数辨识及拟合,理论值与试验值吻合较好,验证了非线性蠕变损伤模型对于岩石全过程蠕变特征描述的合理性及适用性。研究成果对保障豫南燕山期花岗岩地区的工程建设优化设计和安全建设具有重要意义。

关键词：豫南地区花岗岩三轴压缩蠕变试验蠕变损伤模型参数辨识及拟合

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软岩非线性蠕变损伤模型及其试验研究

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水文地质工程地质 2017年第3期44卷 49-54,60页

作者：黄海峰巨能攀黄敏张成强朱俊霖成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

为了反映软岩蠕变全过程,进行红层泥岩蠕变力学试验,试验发现弹性模量随时间的增长而逐渐衰减,黏滞系数在应力恒定且并未达到屈服应力的情况下,随时间的增长而逐渐增大。因此认为传统理论流变力学中的蠕变损伤处理方法不适用于将黏滞系... 详细信息

为了反映软岩蠕变全过程,进行红层泥岩蠕变力学试验,试验发现弹性模量随时间的增长而逐渐衰减,黏滞系数在应力恒定且并未达到屈服应力的情况下,随时间的增长而逐渐增大。因此认为传统理论流变力学中的蠕变损伤处理方法不适用于将黏滞系数进行损伤演化,故引入分数阶微积分来描述软岩蠕变的黏弹性和黏塑性应变。通过构建一个考虑蠕变时效损伤的弹性体,并将其与基于分数阶微积分的黏滞和黏塑性体进行串联,从而建立一个新的非线性蠕变损伤模型。依据红层泥岩和相关文献中冻结软岩及红砂岩的蠕变试验数据,通过该软岩蠕变损伤模型对其进行辨识,充分显示出所建模型的合理性和适用性。

关键词：蠕变弹性模量黏滞系数蠕变损伤模型分数阶微积分

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含水弱化的软岩变参数蠕变损伤模型研究

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中国科技论文 2015年第3期10卷 300-304页

作者：于超云唐春安唐世斌大连理工大学土木工程学院辽宁大连116024

为准确描述软岩受水弱化作用影响的蠕变特性,基于西原模型,引入与含水率有关的损伤变量Dω以及与时间相关的损伤变量Dt,建立了考虑软岩含水劣化效应的变参数蠕变本构模型,并采用参数反演的方法对模型的合理性和正确性进行了验证。研究表... 详细信息

为准确描述软岩受水弱化作用影响的蠕变特性,基于西原模型,引入与含水率有关的损伤变量Dω以及与时间相关的损伤变量Dt,建立了考虑软岩含水劣化效应的变参数蠕变本构模型,并采用参数反演的方法对模型的合理性和正确性进行了验证。研究表明:水的存在导致软岩蠕变量增加,到达稳定蠕变的时间延长;改进的蠕变损伤模型在不同含水状态和不同应力等级下的拟合曲线与试验曲线都十分吻合;该模型可以较好地描述蠕变全过程尤其是加速蠕变阶段。开展含水弱化软岩蠕变损伤本构关系的研究,将为进一步认识软岩的流变特性提供一定的理论依据。

关键词：岩土工程软岩蠕变损伤模型参数反演

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硬脆性岩石热力耦合蠕变损伤模型的研究

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工业建筑 2017年第6期47卷 86-89页

作者：李志强曹卫群王向亮潍坊学院建筑工程学院山东潍坊261061 青岛理工大学管理学院山东青岛266520 山东省建设建工(集团)有限责任公司济南250001

为保证地下工程的施工和运行安全,研究温度-应力耦合作用下岩石蠕变特性具有十分重要的意义。基于西原模型,通过引入热损伤变量考虑塑性黏滞系数的改变,提出一种新的热力耦合蠕变损伤模型,建立了蠕变本构关系,推导了其一维和三维蠕变方... 详细信息

为保证地下工程的施工和运行安全,研究温度-应力耦合作用下岩石蠕变特性具有十分重要的意义。基于西原模型,通过引入热损伤变量考虑塑性黏滞系数的改变,提出一种新的热力耦合蠕变损伤模型,建立了蠕变本构关系,推导了其一维和三维蠕变方程,根据硬脆性岩石蠕变试验结果,拟合获得蠕变力学参数,对模型的可靠性进行验证。

关键词：硬脆性岩石热力耦合作用蠕变损伤模型参数拟合

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关门式隧道塌方的蠕变损伤模型与有限元分析

关门式隧道塌方的蠕变损伤模型与有限元分析

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作者：卜崇阳重庆交通大学

学位级别：硕士

隧道修建过程中,复杂的地质条件和施工工况,引起诸如隧道塌方以及涌水等较为常见的地质灾害,隧道“关门式”塌方是隧道在施工过程中最常见的灾害之一,且经常会造成严重的安全事故。本文从围岩体的蠕变特性着手,针对隧道围岩的时效变形... 详细信息

隧道修建过程中,复杂的地质条件和施工工况,引起诸如隧道塌方以及涌水等较为常见的地质灾害,隧道“关门式”塌方是隧道在施工过程中最常见的灾害之一,且经常会造成严重的安全事故。本文从围岩体的蠕变特性着手,针对隧道围岩的时效变形行为、长期稳定性以及失稳问题结合蠕变损伤本构模型进行研究;建立了锚杆纵向支护间距为0.8米、1.0米、1.2米,隧道埋深分别为40米、60米、100米等不同支护以及埋深下共9个隧道模型;分析将围岩考虑为弹塑性体和黏弹塑性体时的隧道周边蠕变变形以及蠕变对关门式塌方的影响。最终得出的主要结论有:(1)从损伤理论以及不可逆热力学出发,考虑损伤因子对材料的影响,引入Rabotonv损伤体,建立了新型广义开尔文蠕变损伤模型;以炭质泥灰岩、泥岩、乔后盐岩、长上盐岩等试验所得参数来拟合,得出广义开尔文损伤模型也能很好的描述岩石加速蠕变过程。(2)在弹塑性模型和蠕变模型计算下:沿着隧道的轴向,隧道周边围岩变形规律均表现出随着距掌子面距离的增大而逐渐增大;同种材料模型计算下,随着埋深以及锚杆支护间距的增大,隧道周边变形亦增大。(3)同种支护情况下,两种模型计算结果表明:随着埋深的增大,隧道拱顶、拱肩位置处时空间效应影响范围也随之增大;同种埋深情况下,锚杆纵向支护间距的增大,时空间效应影响范围增大不明显;埋深及支护的改变对仰拱以及拱腰位置处的时空间效应影响范围影响较小。同等埋深以及支护条件下,相对于弹塑性模型的分析结果,围岩体蠕变特性对隧道各位置处时空间效应范围有不同程度的削弱作用。(4)隧道周边蠕变变形稳定后,从模型中三种支护方式以及三种隧道埋深计算数据得出,隧道在拱顶、拱肩、拱腰等各个位置的最大蠕变变形相对于隧道总变形来说均超过了 85%,在仰拱位置超过了 50%。因此,隧道周边围岩体在蠕变变形的过程中影响不可小觑,甚至在后续的某个时间内可能发生失稳破坏,导致隧道发生“关门式”塌方。

关键词： “关门式”塌方蠕变损伤模型弹塑性时空效应蠕变变形

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