动态冲击下红砂岩蠕变特性及损伤本构模型

作     者：樊赖宇 吴志军 储昭飞 翁磊 王智洋 刘泉声 陈结 FAN Lai-yu;WU Zhi-jun;CHU Zhao-fei;WENG Lei;WANG Zhi-yang;LIU Quan-sheng;CHEN Jie

作者机构：武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室湖北武汉430072 重庆大学资源与安全学院重庆400044 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2024年第45卷第6期

页      面：1608-1622页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(No.52378410,No.42077246,No.U22A20234) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.2042023kf0165) 

主　　题：扰动蠕变试验 蠕变特性 动态扰动 损伤蠕变模型 

摘      要：为研究岩石在动态扰动下的蠕变特性,在自行研发的冲击扰动蠕变试验装置上,对细粒红砂岩开展了多级冲击扰动蠕变试验,分析了不同蠕变应力与扰动能量下瞬时变形与蠕变行为,结合间接法得到了扰动能量对长期强度的影响。结果表明:动态扰动在较低的蠕变应力下使试样致密,而当蠕变应力超过一定的应力阈值后加剧试样内部的损伤恶化,其引起的瞬时变形与蠕变应变则随蠕变应力表现出先减后增的规律;随着动态扰动能量的增加,试样的破坏应变越大,但长期强度越低;引入长期强度与扰动能量的相关性、动态扰动单元和扰动-损伤黏性元件,建立了黏塑性扰动损伤蠕变模型,结合试验数据验证了该模型的准确性,该模型可以准确地描述砂岩在静态恒载和动态扰动组合作用下的瞬态变形和蠕变行为。该研究成果对于钻爆法隧道的支护设计以及安全生产具有重要的理论意义与应用前景。