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一种岩石非线性蠕变模型建立方法: 本发明公开了一种岩石非线性蠕变模型建立方法，包括进行室内岩石单轴压缩试验，获取岩石的平均压缩强度；采用分级加载方式进行室内岩石蠕变试验；绘制室内岩石蠕变试验获得的岩石全应变‑时间曲线和岩石在不同应力水平下的分级应变‑时间...; 刘智振曹平刘京铄孟刚樊至黄超周超雍伟勋邓慧娟赵庆雄肖峰

裂隙花岗岩非线性蠕变本构模型及参数分析被引量：1: 2024年; 裂隙花岗岩的蠕变特性对高放废物地质处置库的长期稳定性和安全性至关重要。本文基于裂隙花岗岩在不同应力条件下的蠕变试验结果,结合蠕变过程中应力产生的损伤累积的影响,提出一种考虑损伤的弹黏塑性体。通过将经典Burgers模型的黏性元件替换为分数阶黏弹性元件,将黏弹性体替换为考虑损伤的弹黏塑性体的方法,构建了裂隙花岗岩非线性蠕变本构模型,并推导出模型在3维应力状态下的本构方程。通过对倾角30°及45°单裂隙花岗岩在不同应力条件下蠕变试验数据的拟合分析,确定了模型参数,验证了模型的适用性和合理性,获得了各模型参数随应力水平的变化规律。通过模型参数的敏感性分析,揭示了分数阶导数、损伤参数,以及应力水平对裂隙花岗岩蠕变应变的影响规律,并验证了裂隙花岗岩非线性蠕变本构模型在特殊条件下可退化为经典Burgers模型。研究表明,本文提出的裂隙花岗岩非线性蠕变本构模型能够准确地描述裂隙花岗岩蠕变破坏全过程的3个阶段,尤其是加速蠕变阶段应变随时间非线性增长的过程。; 王春萍刘建锋刘建锋陈亮赵星光刘健; 关键词：蠕变非线性模型分数阶导数

红层泥岩填料蠕变特性及分数阶五元件非线性蠕变模型研究: 2024年; 为揭示红层泥岩填料的蠕变力学特性,对甘肃红层泥岩填料开展分级加载三轴CU蠕变试验,分析不同含水率和偏应力水平下红层泥岩填料的轴向蠕变、蠕变速率、应力-应变等时曲线等蠕变特性。基于红层泥岩填料蠕变曲线特征分析,引入分数阶微积分,构建适用于甘肃红层泥岩填料的分数阶五元件非线性蠕变模型,并对模型参数进行辨识和分析。研究结果表明:甘肃红层泥岩填料存在明显的蠕变特性,呈非线性衰减蠕变,随含水率与偏应力水平增大,蠕变变形明显增大;应力-应变等时曲线呈现出非线性特征,存在明显拐点,甘肃红层泥岩填料的长期强度为瞬时强度的0.6~0.8;所构建的模型可以准确地描述甘肃红层泥岩填料的蠕变特性,对试验结果的拟合效果明显比Burgers和Merchant模型拟合效果好。; 余云燕杜乾中罗崇亮丁小刚李永鹏; 关键词：蠕变特性分数阶微积分

高地应力-化学侵蚀耦合作用下炭质板岩蠕变试验及非线性蠕变损伤模型: 2024年; 为克服高程障碍并降低施工风险,可采用长大隧道穿越崇山峻岭,但这些隧道往往处于深埋高地应力环境,并受到化学侵蚀影响。为了解决此问题,以丽江—香格里拉炭质板岩大变形隧道为研究对象,采用室内试验和理论推导,研究深埋炭质板岩隧道受化学侵蚀作用下的围岩变形特性。在Poyting-Thomson体蠕变体的基础上,根据模型元件的力学特性,叠加了损伤元件、化学损伤元件和非线性元件,提出高地应力-化学侵蚀耦合作用下炭质板岩非线性蠕变损伤本构关系。研究结果表明:1)炭质板岩试样受化学侵蚀影响显著,侵蚀90 d试样所产生的轴向蠕变应变为侵蚀0 d试样的2.02倍,侵蚀60 d试样所产生的径向蠕变为侵蚀0 d试样的1.85倍;2)受侵蚀的炭质板岩试样在三轴压缩状态下破裂以斜向贯通裂隙为主,并产生一定的滑移错动裂隙,且沿轴线的拉伸劈裂破坏受围压作用抑制明显,未产生竖向贯通裂隙。; 陈秋南贺泳超陈湘生陈湘生黄小城; 关键词：高地应力化学侵蚀蠕变试验

连续玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的润湿渗透剂表面改性及其非线性蠕变性能: 2024年; 采用润湿渗透剂协同硅烷偶联剂对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,并缠绕成型制备了玄武岩纤维/环氧树脂(BF/EP)复合材料。采用万能材料试验机测定了BF/EP的弯曲性能及在不同应力水平下测定了BF/EP复合材料240 min的蠕变性能,借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察了纤维及弯曲断裂断口的表面形貌,并分析了纤维表面改性对各项力学性能的影响。结果表明:采用润湿渗透剂协同硅烷偶联剂对BF进行表面改性后,BF/EP弯曲性能得到有效改善,层间剪切强度得到提高,FESEM形貌显示BF的协同改性提高了纤维与树脂之间的界面性能;在多种应力水平下的短期蠕变实验中,均表现出蠕变柔量增量的显著降低。使用改进Findley模型可描述BF/EP复合材料在低于其断裂应力水平下的蠕变性能,以此可进行其在不同应力水平下的蠕变性能预测。; 张颜锋朱四荣别依诺陆士平贺攀; 关键词：表面改性非线性蠕变

露天煤矿软岩边坡泥岩非线性蠕变损伤模型研究: 2024年; 为解决露天煤矿边坡工程因软岩强度低、蠕变特性显著导致的稳定性问题,开展软岩蠕变变形特征及本构模型研究。以蒙东地区某露天煤矿泥岩为研究对象,基于三轴蠕变试验结果,在分析传统Burgers蠕变模型的基础上,引入带应变触发的非线性黏壶,建立新型非线性5元件蠕变损伤模型,并根据最小二乘原理,辨别改进的蠕变损伤模型参数。结果表明:改进的Burgers蠕变损伤模型,与试验数据的拟合系数较高;所建模型可充分描述泥岩全阶段蠕变变形特征,尤其是加速蠕变损伤阶段;改进的蠕变损伤模型的拟合程度明显优于传统Burgers蠕变模型。; 门树臣; 关键词：软岩非线性蠕变模型

不同正应力下的千枚岩非线性蠕变损伤西原模型: 2024年; 以某矿山双桥山群千枚岩为研究对象,开展不同正应力作用下的千枚岩蠕变特性及理论模型研究。结果表明:剪切模量等力学参数具有明显的时效性,随着时间的增加,剪切模量迅速减小后趋于稳定,且在时间恒定的情况下,正应力较大,减小趋势相对较小。考虑岩石内部发生的蠕变损伤,引入一个随正应力和时间变化的损伤变量建立非线性蠕变损伤西原模型,在此基础上引入一个带有应变触发的非线性黏壶元件,推导出改进西原模型的蠕变方程。将模型方程与试验数据拟合进行参数辨识及对比分析,表明该模型在表征不同正应力下千枚岩蠕变各阶段的变形特征上是合理可行的。; 王猛陈喜峰李俊莹崔德山; 关键词：千枚岩正应力蠕变损伤

考虑时效损伤的硬岩非线性蠕变本构模型研究: 2024年; 为探究硬岩蠕变全过程中各阶段的变形特征,对硬质凝灰岩开展恒围压、分级升轴压的室内蠕变试验。通过不同应力路径下硬岩蠕变特征分析,结合扫描电镜(SEM)测试探讨岩石细观损伤演化机制与宏观破坏特征之间的关系;基于蠕变过程中岩石力学性能随时间的劣化效应,引入损伤变量构建能描述硬岩蠕变全过程的损伤本构模型;引入优化的BP神经网络模型,改善模型参数的识别与预测效果。研究结果表明:随偏应力水平提高,硬质凝灰岩表现出较为明显的脆–延性变形转化特征,且岩石蠕变现象更加明显;在较高偏应力持续作用下,岩石损伤累积与力学性能劣化更加充分,进而引起破坏阶段硬质凝灰岩的加速蠕变特征随围压增加而突显,硬岩破坏变得更加剧烈。改进后的损伤本构模型与Burgers模型相比能更好地描述硬岩蠕变全过程,基于优化后的BP神经网络模型,能准确预测高应力水平下硬岩的加速蠕变曲线,提高了模型的适用性。研究成果不仅丰富了硬岩蠕变本构模型的理论研究,还可为硬岩地层中工程岩体长期稳定性设计提供理论支持。; 宋战平王博文范胜元张宇涛王军保; 关键词：岩石力学本构模型

废弃纤维再生混凝土非线性蠕变模型: 2024年; 为研究废弃纤维再生骨料混凝土的蠕变过程,引入一个非线性黏性元件,与经典Burgers模型串联组成五元件六参数非线性蠕变模型。通过对废弃纤维再生骨料混凝土的拉伸蠕变试验,得到了不同体积率纤维掺量以及不同再生骨料取代率混凝土的拉伸蠕变柔度随加载时间的变化规律。参照蠕变模型中蠕变柔量与时间的关系式,通过基于Levenberg-Marquardt优化算法的混凝土蠕变参数识别,得到混凝土非线性蠕变模型的六个力学参数。模型拟合结果与试验结果一致,表明该模型能够较好地反映废弃纤维再生骨料混凝土的蠕变特性,也表明掺入0.12%体积率废弃聚丙烯纤维与50%再生骨料取代率的混凝土具有较好的经济实用价值。; 霍晓伟盛冬发蔡猛秦飞飞柴正一; 关键词：BURGERS模型蠕变再生骨料混凝土

考虑温度和应力水平影响的水环境中GFRP的非线性蠕变模型: 2024年; 针对去离子水环境中玻璃纤维增强塑料(GFRP)复合材料,研究了温度与应力水平对水环境中GFRP蠕变性能的影响。对试样用树脂封边处理后,采用恒载荷弯曲腐蚀试验机,进行了20%应力水平下,20℃、30℃、40℃、50℃、60℃条件下的长期蠕变实验,和30℃条件下,20%、30%、40%、50%等多种应力水平下的长期蠕变实验,分别研究了不同温度和不同应力水平对GFRP蠕变性能的影响,并量化了温度与应力水平对去离子水环境中GFRP的蠕变性能的综合影响,建立了改进Findley非线性蠕变模型。并通过短梁剪切法测试了去离子水环境对GFRP层间剪切强度的影响。结果表明:改进Findley非线性蠕变模型可描述GFRP在20~60℃、低于其蠕变断裂应力水平下的蠕变性能,适用范围广,准确性高,与实验结果吻合良好。根据此模型可预测GFRP在去离子水环境中不同温度、不同应力水下的GFRP复合材料的长期蠕变性能,预测误差均在2%以内。去离子水对经过封边处理的GFRP试样的层间剪切强度影响甚小。本文所得结果为GFRP结构的设计提供依据。; 张颜锋陆奇李杏恩朱四荣; 关键词：蠕变 GFRP 水环境

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