检索结果-南通市图书馆

基于改进西原模型的不同含水率砂岩蠕变实验及理论研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2021年第12期40卷 2411-2420页

作者：孙晓明缪澄宇姜铭张勇杨柳郭波中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为研究深部巷道围岩在地下水作用下的长时强度变化对围岩稳定性的影响,以万福煤矿深部巷道围岩为主要研究对象,对不同含水率状态下的砂岩样品进行单轴压缩实验及单轴蠕变实验。发现含水率对岩石强度及蠕变长时强度存在明显的软化效应;... 详细信息

为研究深部巷道围岩在地下水作用下的长时强度变化对围岩稳定性的影响,以万福煤矿深部巷道围岩为主要研究对象,对不同含水率状态下的砂岩样品进行单轴压缩实验及单轴蠕变实验。发现含水率对岩石强度及蠕变长时强度存在明显的软化效应;根据等时蠕变曲线黏弹性应变规律,提出黏性模量E_(v),获得其与弹性模量均随含水率的增加呈非线性软化的规律;此外,基于一种新的能够描述加速蠕变行为的黏壶元件,结合实验结果运用损伤理论提出改进的西原模型。运用该模型对蠕变实验结果进行参数辨识并与实验曲线进行对比分析,获得较好的结果,表明此模型能够较好地描述蠕变各阶段的力学行为;同时发现损伤蠕变模型参数E_(0)′,E_(1)′,η_(1)′在相同应力条件下差距不大,且各参数受蠕变应力σ影响存在一定规律,E0′与σ成线性关系,E_(1)′,η_(1)′与σ成负指数关系。因此可以根据现场含水率及不同应力水平对岩石所处蠕变状态进行合理分析,结合新的蠕变长时强度判别方法,对巷道长期稳定使用及巷道蠕变破坏的提前预报提供依据,具有重要的现实意义。

关键词：岩石力学岩石蠕变吸水损伤加速蠕变西原模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于改进西原模型的圆形隧洞位移解析解

成都理工大学学报（自然科学版） 2022年第2期49卷 213-218,238页

作者：刘咏梅中铁二十三局集团第三工程有限公司成都611137

探讨围岩三阶段流变效应对隧道收敛位移的影响。首先基于分数阶微积分理论,采用损伤分数阶Abel黏壶取代传统西原模型黏弹性体及黏塑性体中的理想黏性体,提出改进的西原模型;然后采用改进的西原模型,推导出圆形隧道位移的黏弹塑性解;最... 详细信息

探讨围岩三阶段流变效应对隧道收敛位移的影响。首先基于分数阶微积分理论,采用损伤分数阶Abel黏壶取代传统西原模型黏弹性体及黏塑性体中的理想黏性体,提出改进的西原模型;然后采用改进的西原模型,推导出圆形隧道位移的黏弹塑性解;最后以金瓶岩隧道为例,对解析解的有效性进行了验证。研究结果表明:(1)改进西原模型可以较好地模拟岩石蠕变变形的3个阶段,即衰减蠕变阶段、常速蠕变阶段及加速蠕变阶段;(2)解析得到的围岩蠕变位移曲线与现场实测结果平均值曲线在形态与数值上均较为吻合;(3)随着损伤Able黏壶分数阶阶次的增大,或者损伤系数的增大,围岩的位移呈现增大的趋势。在实际工程中,通过工程手段减弱围岩的黏性或减小围岩的损伤,可以较为有效地抑制围岩的流变变形。

关键词：分数阶微积分损伤西原模型隧道解析解

软岩的损伤西原流变模型及FLAC^(3D)实现

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地下空间与工程学报 2022年第1期18卷 50-56页

作者：王桂林陈瑶何晓樟重庆大学土木工程学院重庆400045 库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心重庆400045

流变是工程软岩岩体的一个重要特性。流变过程中,岩体参数随时间发生损伤衰减。作为常用的本构模型之一,西原流变模型能较为综合地反映岩体弹-黏弹-黏塑性流变性质,但其元件各参数通常假定为常数,对加速蠕变阶段的岩体状态描述不够准确... 详细信息

流变是工程软岩岩体的一个重要特性。流变过程中,岩体参数随时间发生损伤衰减。作为常用的本构模型之一,西原流变模型能较为综合地反映岩体弹-黏弹-黏塑性流变性质,但其元件各参数通常假定为常数,对加速蠕变阶段的岩体状态描述不够准确,与实际出入较大。基于西原模型,结合由损伤导致的参数衰减,提出了考虑损伤的西原流变模型及结合三轴压缩试验确定损伤阈值的方法,并进行了FLAC^(3D)自定义本构模型二次开发。用本模型对已有文献中的三轴试验进行数值模拟,得到的结果与原试验对比,结果表明:考虑损伤的西原流变模型与实际情况较为吻合;实验加载曲线中体积应变有明显拐点,之后损伤急剧增大,可确定为损伤阈值。

关键词：西原模型损伤二次开发软岩

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于西原模型的圆形隧道黏弹-黏塑性解析解

岩土力学 2019年第5期40卷 1638-1648页

作者：夏才初刘宇鹏吴福宝徐晨邓云纲同济大学地下建筑与工程系上海200092 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

基于西原模型,假设黏塑性体的偏应变张量的一阶导数与瞬态偏应力张量和稳态偏应力张量之差成正比,得到围岩黏塑性区的本构方程。采用拉普拉斯变换与逆变换,推导了圆形隧道黏弹-黏塑性解析解。当t?0时,该解退化成线弹性本构模型的解答;当... 详细信息

基于西原模型,假设黏塑性体的偏应变张量的一阶导数与瞬态偏应力张量和稳态偏应力张量之差成正比,得到围岩黏塑性区的本构方程。采用拉普拉斯变换与逆变换,推导了圆形隧道黏弹-黏塑性解析解。当t?0时,该解退化成线弹性本构模型的解答;当t??时,该解退化成理想弹塑性本构模型的解答。通过工程实例,分析了围岩位移场、应力场和黏塑性区半径随时间的变化规律。当支护力保持不变时,围岩不同位置位移、围岩黏塑性区半径将随时间增长而持续增大并趋于稳定;围岩黏弹-黏塑性特征对径向应力和黏弹性区切向应力影响较小,对黏塑性区切向应力影响较大,越靠近洞壁处,切向应力随时间变化越剧烈。此外,不同支护力作用下洞壁处的切向应力在支护初期均较大,因此应采用及时支护的策略;考虑到围岩黏弹-黏塑性特征对支护力的影响,建议采取让压支护技术以保证围岩和衬砌的稳定性。

关键词：圆形隧道黏弹-黏塑性西原模型拉普拉斯变换解析解

基于分数阶微积分的改进西原模型及其参数智能辨识

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩土力学 2015年第S2期36卷 132-138 147,147页

作者：徐国文何川胡雄玉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

传统西原模型难以描述岩石的非线性加速流变特性,根据Riemann-Liouville分数阶微积分理论,采用分数阶黏壶及非线性黏塑性体NVPB(nonlinear viscoplastic body)模型,分别取代传统西原模型黏弹性体中的牛顿黏壶及黏塑性体,提出改进的西原... 详细信息

传统西原模型难以描述岩石的非线性加速流变特性,根据Riemann-Liouville分数阶微积分理论,采用分数阶黏壶及非线性黏塑性体NVPB(nonlinear viscoplastic body)模型,分别取代传统西原模型黏弹性体中的牛顿黏壶及黏塑性体,提出改进的西原模型,并推导出岩石在恒应力情况下的三维蠕变本构方程。模型采用基于流变阶段分解-粒子群-模拟退火算法相结合的智能算法对已有的试验数据进行反演,结果表明该模型能有效地反映岩石3个阶段的蠕变特征。通过对模型的敏感性分析发现,岩石的非线性渐变过程及加速蠕变阶段的快慢程度分别由分数阶导数的阶次及流变指数控制,传统西原模型是改进西原模型的一种特例。

关键词：分数阶微积分西原模型智能辨识非线性蠕变

考虑温度影响的改进西原流变模型及一维固结解

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

水文地质工程地质 2020年第1期47卷 53-61页

作者：陈航刘干斌郭华周晔吴章俨宁波大学岩土工程研究所

随着我国热能源开发,热力管道工程大规模应用,由此带来的岩土体应力、变形、渗流和温度耦合作用问题已经成为岩土工程领域的研究热点。在长期荷载作用下,岩土体的变形和强度随时间而变化,尤其是软土,具有明显的流变特征。传统的各流变... 详细信息

随着我国热能源开发,热力管道工程大规模应用,由此带来的岩土体应力、变形、渗流和温度耦合作用问题已经成为岩土工程领域的研究热点。在长期荷载作用下,岩土体的变形和强度随时间而变化,尤其是软土,具有明显的流变特征。传统的各流变模型并未考虑升温方式和温度对其各参数的影响。为了能更好地反映流变固结特性,考虑软黏土的黏弹塑性,在西原模型基础上,引入温度膨胀系数,建立了热力耦合作用下的改进西原模型,给出了其应力-应变关系,并利用Laplace变换和逆变换求解了一维热固结方程,得到了其解析解。计算结果表明:固结压力一定时,温度升高加快土体固结;温度一定时,土体中孔压随固结压力增大而减小;改进西原模型的弹性模量越大,孔压消散速率越大,土体固结越快;土颗粒受温度影响而产生的热膨胀对于孔压消散的作用非常小;黏滞系数越小,孔压消散更快,土体固结越快;试验结果与考虑土体的黏弹塑性的热力耦合改进西原模型计算结果吻合,改进西原模型可以较好地描述土体的热力耦合特性。

关键词：热力耦合西原模型塑性流变固结解析解

改进西原模型的三维蠕变本构方程及其参数辨识

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2012年第2期31卷 347-355页

作者：齐亚静姜清辉王志俭周创兵武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002

传统西原模型由虎克体、黏弹性体以及黏塑性体串并联组合而成,难以描述岩石非线性加速蠕变阶段的流变特性。通过在西原模型上串联一个带应变触发的非线性黏壶,提出改进的西原模型,推导岩石在恒应力情况下的三维蠕变本构方程,并采用该流... 详细信息

传统西原模型由虎克体、黏弹性体以及黏塑性体串并联组合而成,难以描述岩石非线性加速蠕变阶段的流变特性。通过在西原模型上串联一个带应变触发的非线性黏壶,提出改进的西原模型,推导岩石在恒应力情况下的三维蠕变本构方程,并采用该流变模型对三峡库区万州红层砂岩流变试验全过程曲线进行辨识,获得模型各参数值。与试验结果的对比分析表明,改进的西原模型不仅可以充分反映岩石初期蠕变、稳定蠕变阶段的流变特性,还可以很好地描述岩石加速蠕变阶段的蠕变规律,明显优于传统的西原模型。加速蠕变是滑坡临滑预报的关键阶段,该模型对加速蠕变阶段的成功描述,对滑坡临滑预报具有一定的指导意义。

关键词：岩石力学流变西原模型加速蠕变模型参数

基于西原模型的非等压圆形硐室黏塑性区理论分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

矿业工程研究 2023年第1期38卷 23-28页

作者：郭建强袁超林彬徐越洋吴俊杰杜荣杰湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 中铁五局集团第二工程有限责任公司湖南衡阳421200

以Mohr-Coulomb强度准则和西原流变模型为基础,推导出非等压原岩应力情况下的圆形硐室黏塑性区边界方程.分析不同侧压力系数与支护阻力条件下,硐室黏塑性区半径随时间的变化规律,探讨硐室围岩卸荷初期和围岩流变期间的塑性区差异性.研... 详细信息

以Mohr-Coulomb强度准则和西原流变模型为基础,推导出非等压原岩应力情况下的圆形硐室黏塑性区边界方程.分析不同侧压力系数与支护阻力条件下,硐室黏塑性区半径随时间的变化规律,探讨硐室围岩卸荷初期和围岩流变期间的塑性区差异性.研究发现:硐室围岩卸荷初期,黏塑性区半径增长率较高,且其增长率随时间的增加而逐渐减小;当时间增加到一定程度后,黏塑性区半径不再增大而是稳定在某一固定值;黏塑性区半径随侧压力系数增大而增大,同一时刻下,侧压力系数越大,黏塑性区半径增长率越小;支护阻力对硐室围岩卸荷初期和围岩流变期间的黏塑性区半径有抑制作用,且抑制作用随支护阻力的增大而逐渐增强.

关键词：西原模型黏塑性区边界方程侧压力系数支护阻力

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于西原模型的变参数蠕变方程

岩土力学 2010年第10期31卷 3025-3035页

作者：阎岩王思敬王恩志清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

岩石材料的蠕变具有明显的非线性特征,在蠕变模型中考虑蠕变参数随应力、时间等因素而变化是解决非线性蠕变问题的方法之一。试验已经证实,应力、时间及渗流等外部条件会引起岩石某些力学参数的改变,因此,将蠕变参数视为变量符合岩石材... 详细信息

岩石材料的蠕变具有明显的非线性特征,在蠕变模型中考虑蠕变参数随应力、时间等因素而变化是解决非线性蠕变问题的方法之一。试验已经证实,应力、时间及渗流等外部条件会引起岩石某些力学参数的改变,因此,将蠕变参数视为变量符合岩石材料的本质属性。以西原蠕变模型为基础,研究了各蠕变参数与应力及时间的关系。根据试验结果,通过非线性最小二乘法从蠕变试验数据中求出不同应力作用下不同时刻的各个蠕变参数,再根据参数随应力、时间的分布规律经非线性拟合得到各蠕变参数与应力及时间的表达式,进而可得到变参数的蠕变方程。蠕变参数的变化是岩石非线性特征的充分体现,从损伤力学的角度来讲,蠕变参数的变化反映了岩石内部损伤不断加剧、累积,材料特性不断劣化的演变过程。

关键词：岩石蠕变非线性西原模型变参数蠕变方程