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考虑围压对粗粒土蠕变特性影响的burgers模型参数修正方法研究

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工程力学 2016年第12期33卷 135-142页

作者：金德海徐明清华大学土木工程系北京100084

传统的burgers模型假设只有偏应力引起蠕变,而没有考虑围压对蠕变特性的影响,因此其主要用于描述岩石的蠕变特性。但不同于岩石,堆石料等粗粒土是由颗粒集合而成的摩擦型材料,其蠕变特性与围压密切相关。为了考虑围压对粗粒土蠕变特性... 详细信息

传统的burgers模型假设只有偏应力引起蠕变,而没有考虑围压对蠕变特性的影响,因此其主要用于描述岩石的蠕变特性。但不同于岩石,堆石料等粗粒土是由颗粒集合而成的摩擦型材料,其蠕变特性与围压密切相关。为了考虑围压对粗粒土蠕变特性的影响,该文首先推导了burgers模型的三轴蠕变理论解,并根据各参数物理意义,提出一套简便实用的参数反演方法,用于获取同一围压不同偏应力下粗粒土的burgers模型参数;进而总结并分析不同粗粒土的三轴蠕变实验结果,发现幂函数能较好地描述burgers模型各参数随围压变化的规律;在此基础上,提出考虑围压对粗粒土蠕变特性影响的burgers模型参数修正方法,并通过三组粗粒土的蠕变实验结果验证了所提方法的有效性。

关键词： burgers模型参数反演颗粒材料粗粒土围压

应力水平和纤维角度对CGF/PP复合材料蠕变行为的影响及其burgers模型参数的数值预测

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复合材料学报 2019年第5期36卷 1216-1225页

作者：韩霞王继辉倪爱清陈宏达孙子恒武汉理工大学材料科学与工程学院武汉430070 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

采用DMA的Creep模式分别测试了短时间内(15min)聚丙烯(PP)在不同应力水平和温度下的单向拉伸蠕变行为,长时间内(10h)连续玻璃纤维增强聚丙烯(CGF/PP)复合材料单层板在不同应力水平和不同纤维角度上的拉伸蠕变行为。利用burgers黏弹性模... 详细信息

采用DMA的Creep模式分别测试了短时间内(15min)聚丙烯(PP)在不同应力水平和温度下的单向拉伸蠕变行为,长时间内(10h)连续玻璃纤维增强聚丙烯(CGF/PP)复合材料单层板在不同应力水平和不同纤维角度上的拉伸蠕变行为。利用burgers黏弹性模型拟合了蠕变测试数据,构建了相关参数与应力水平和纤维角度的依赖性。结果表明:PP和CGF/PP单层板的蠕变柔量均随应力增大而显著增加,稳态蠕变速率也随之增加,蠕变模量保留率明显下降,PP基体的黏弹性主要决定了CGF/PP单层板在低应力水平下的蠕变行为;30%应力水平下,偏轴拉伸的纤维角度在0°～90°范围内存在拉-剪耦合效应,在45°时最为显著,此时稳态蠕变速率和蠕变变形量最大;利用四元件burgers黏弹性模型拟合各条件下蠕变曲线得到的数值模型与实验数据具有较好的相关性,相关系数达到0.99,从得到的数值模型可知相关模型参数存在明显的应力和角度依赖关系;利用模型参数的数值拟合公式分别预测10MPa应力下0°纤维方向的蠕变曲线及45°纤维方向上30%应力水平的偏轴蠕变曲线均与实验曲线一致,表明本文得到的数值模型的可靠性。

关键词：热塑性复合材料连续玻璃纤维聚丙烯蠕变偏轴拉伸 burgers模型

考虑温度和体积应力的分数阶蠕变损伤burgers模型

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岩石力学与工程学报 2021年第2期40卷 315-329页

作者：薛东杰路乐乐易海洋武志德张庆森张泽朋中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030 华北科技学院建筑工程学院河北廊坊065201 中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007

盐腔是石油、天然气和高放射性核废料深地储存的理想屏蔽围岩,考虑到深地盐岩地层中温度和体积应力联合影响,基于细观概率体元强度的威布尔(Weibull)分布构建损伤变量,利用Drucker-Prager强度准则描述微观线弹性脆性破坏,引入考虑塑性... 详细信息

盐腔是石油、天然气和高放射性核废料深地储存的理想屏蔽围岩,考虑到深地盐岩地层中温度和体积应力联合影响,基于细观概率体元强度的威布尔(Weibull)分布构建损伤变量,利用Drucker-Prager强度准则描述微观线弹性脆性破坏,引入考虑塑性损伤的广义胡克定量描述样品尺度损伤,从而建立三轴压缩条件下静态本构模型。进一步将非线性分数阶黏壶和三轴压缩条件下静态本构引入至burgers模型中,建立考虑温度和体积应力的分数阶蠕变损伤burgers模型。结果表明:新模型可很好地模拟蠕变全过程试验变形数据,且对温度和体积应力比较敏感,尤其是可以有效地模拟加速蠕变变形。

关键词：岩石力学全阶段建模三轴压缩蠕变分数阶蠕变 burgers模型

基于burgers模型铁路路基长期沉降的预测分析

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铁道学报 2020年第12期42卷 142-149页

作者：王威杨文豪杨成忠冯青松华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心江西南昌330013

为丰富铁路路基沉降变形预测方法,弥补传统预测方法所存在的不足,基于burgers模型,在充分考虑铁路填筑及列车运营期间路基土所处的空间应力状态和蠕变变形特性的基础上,将任意路基土体单元的主应力差表达式展开,分别推导了Maxwell模型和... 详细信息

为丰富铁路路基沉降变形预测方法,弥补传统预测方法所存在的不足,基于burgers模型,在充分考虑铁路填筑及列车运营期间路基土所处的空间应力状态和蠕变变形特性的基础上,将任意路基土体单元的主应力差表达式展开,分别推导了Maxwell模型和Kelvin模型的沉降变形方程,从而建立了基于burgers模型预测铁路路基长期沉降变形方程。进一步地,利用现有文献研究成果及实测数据,分别验证了本模型预测路基土在填料堆载和列车荷载作用下的沉降变形规律。结果表明:模型能够反映路基土在填料堆载及列车荷载作用下沉降量随时间的变化呈先快后慢,最终趋于稳定的增长规律,模型参数均在合理范围内且预测结果可靠性较高,研究成果可为相关工程提供一定参考。

关键词：铁路路基列车荷载沉降预测 burgers模型

基于burgers模型的硬质沥青低温性能评价

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建筑材料学报 2021年第5期24卷 1110-1116页

作者：李波张喜军李剑新杨克红仝配配兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室甘肃兰州730070 中石油燃料油有限责任公司研究院北京100195 中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院新疆克拉玛依834003

针对以延度指标来评价硬质沥青低温性能的局限性,选取4种代表性的硬质沥青进行低温弯曲梁流变(BBR)试验,得到其蠕变劲度模量S、蠕变劲度变化速率m等参数.利用burgers黏弹模型对低温蠕变柔量曲线进行拟合分析,构建了松弛时间λ、新指标m(... 详细信息

针对以延度指标来评价硬质沥青低温性能的局限性,选取4种代表性的硬质沥青进行低温弯曲梁流变(BBR)试验,得到其蠕变劲度模量S、蠕变劲度变化速率m等参数.利用burgers黏弹模型对低温蠕变柔量曲线进行拟合分析,构建了松弛时间λ、新指标m(t)/S(t)和低温综合柔量参数JC等沥青低温黏弹性评价指标,并与硬质沥青混合料的最大弯拉应力指标进行相关性分析.结果表明:采用单一的S或m指标评价硬质沥青的低温性能存在一定的片面性,兼顾模量、蠕变速率、松弛能力的λ、m(t)/S(t)、JC可以更加准确地反映和评价硬质沥青的低温流变性能;在进行研究时可以采用m(t)/S(t)指标来评价硬质沥青的低温流变特性,但在工程应用中宜采用λ指标作为硬质沥青的低温评价指标.

关键词：硬质沥青低温性能 burgers模型评价指标

基于burgers模型的温拌胶粉沥青胶浆低温流变特性

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建筑材料学报 2022年第12期25卷 1313-1320页

作者：杨丽娟龙念泉王岚单鸣宇内蒙古工业大学内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古呼和浩特010051 北京城建道桥建设集团有限公司北京100124

为了研究热氧老化作用对SDYK表面活性剂型温拌胶粉改性沥青胶浆(SWCRM)和EM降黏剂型温拌胶粉改性沥青胶浆(EWCRM)低温流变特性的影响,对热氧老化后的SWCRM、EWCRM以及热拌胶粉改性沥青胶浆(HCRM)进行弯曲梁流变(BBR)试验.以劲度模量(S)... 详细信息

为了研究热氧老化作用对SDYK表面活性剂型温拌胶粉改性沥青胶浆(SWCRM)和EM降黏剂型温拌胶粉改性沥青胶浆(EWCRM)低温流变特性的影响,对热氧老化后的SWCRM、EWCRM以及热拌胶粉改性沥青胶浆(HCRM)进行弯曲梁流变(BBR)试验.以劲度模量(S)与蠕变速率敏感指数(m)的比值S/m及基于burgers模型的松弛时间(λ)和低温综合柔量参数(J_(c))为指标,分析老化作用对3种沥青胶浆低温流变特性的影响.结果表明:3种沥青胶浆热氧老化后的低温流变性能均减弱;采用burgers模型研究沥青胶浆的低温流变性能是合理的;J_(c)能很好地描述沥青胶浆的低温流变性能;在-18℃时,EWCRM的S/m值和J_(c)值相较于HCRM分别下降了12.72%、8.58%,SWCRM的S/m值和J_(c)值相较于HCRM分别下降了30.09%、20.71%,说明温拌剂的加入会改善沥青胶浆的低温流变性能,且SDYK的改善效果优于EM.

关键词：温拌胶粉改性沥青胶浆弯曲梁流变试验 burgers模型低温综合柔量参数

低频循环荷载下盐岩轴向蠕变的burgers模型分析

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岩土力学 2014年第4期35卷 933-942页

作者：王军保刘新荣黄明杨欣西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 重庆大学土木工程学院重庆400045 福州大学土木工程学院福州350108

为了研究盐岩在低频循环荷载作用下的蠕变特性,采用恒轴压、循环围压的应力加载方式对盐岩开展了低频循环荷载蠕变试验。试验结果显示,当蠕变时间较短时,盐岩轴向蠕变曲线近似为平滑曲线,波动性不大;当时间增加到一定程度以后,盐岩变形... 详细信息

为了研究盐岩在低频循环荷载作用下的蠕变特性,采用恒轴压、循环围压的应力加载方式对盐岩开展了低频循环荷载蠕变试验。试验结果显示,当蠕变时间较短时,盐岩轴向蠕变曲线近似为平滑曲线,波动性不大;当时间增加到一定程度以后,盐岩变形随围压变化而发生明显的波动。总体来看,循环荷载下盐岩轴向蠕变曲线与burgers模型蠕变曲线较为相似。将burgers模型分解为Maxwell模型和Kelvin模型,忽略材料的疲劳效应,分别推导了恒轴压、循环围压应力加载方式下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程,分析了荷载循环周期对模型蠕变性的影响规律;将循环荷载下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程进行叠加,得到了循环荷载下burgers模型的轴向蠕变方程,并利用盐岩蠕变试验结果对其合理性进行了验证。结果表明:拟合曲线和试验曲线吻合良好,该模型能够较好地反映盐岩在循环荷载作用下的蠕变特性和荷载变化对盐岩蠕变性的重要影响,特别是能够反映出不同荷载循环周期下盐岩变形随荷载变化而发生的明显的波动现象。

关键词：盐岩低频循环荷载蠕变特性 burgers模型

坡积土石混合体蠕变特性的burgers模型

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中山大学学报（自然科学版） 2020年第6期59卷 64-69页

作者：郭鸿郭瑞南亚林张鹏刘魁陕西理工大学土木工程与建筑学院陕西汉中723000 信息产业部电子综合勘察研究院陕西西安710054 陕西省土体工程技术研究中心陕西西安710054 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054

为探明坡积土石混合体的蠕变特性,利用大型直剪仪对陕西省城固县某边坡的坡积土石混合体进行了剪切蠕变试验,重点研究了分级加载方式下坡积土石混合体的蠕变特性,建立了坡积土石混合体的burgers模型并确定了其参数获取方式,并建议了在... 详细信息

为探明坡积土石混合体的蠕变特性,利用大型直剪仪对陕西省城固县某边坡的坡积土石混合体进行了剪切蠕变试验,重点研究了分级加载方式下坡积土石混合体的蠕变特性,建立了坡积土石混合体的burgers模型并确定了其参数获取方式,并建议了在分级加载条件下获取分别加载蠕变终值的方法。结果表明:分级加载方式下土石混合体的蠕变规律呈衰减蠕变特性,且蠕变变形随着垂直应力的减小和剪切应力的增大而增大,不同垂直应力下的t/[ε(t)-ε(t0)]-t的曲线均呈高度线性,且拟合的直线方程斜率和剪切应力没有明显的相关性。本文提出的burgers模型能够较好地模拟该地区坡积土石混合体的剪切蠕变特性。

关键词：坡积土石混合体剪切蠕变 burgers模型

基于burgers模型考虑损伤的岩石蠕变全过程研究

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力学季刊 2019年第1期40卷 143-148页

作者：汪妍妍盛冬发西南林业大学土木工程学院云南昆明650224

岩石蠕变是一个显著的非线性问题,而经典的burgers模型是一种线性蠕变模型,必然不能全面地描述岩石蠕变的全过程.当岩石处于高应力水平下的加速蠕变阶段,岩石内部损伤会不断产生和累积,蠕变呈现出明显的非线性特征.为了更好地描述考虑... 详细信息

岩石蠕变是一个显著的非线性问题,而经典的burgers模型是一种线性蠕变模型,必然不能全面地描述岩石蠕变的全过程.当岩石处于高应力水平下的加速蠕变阶段,岩石内部损伤会不断产生和累积,蠕变呈现出明显的非线性特征.为了更好地描述考虑损伤的岩石蠕变全过程,本文假定加速蠕变阶段的损伤演化方程,将损伤引入到burgers模型中,提出了一种非线性蠕变损伤模型.然后以乔后盐矿试件蠕变实测数据为分析案例,验证模型在应用于实际工程时的准确性和适用性.最后根据Origin软件数值拟合的结果,表明本文所提出的非线性蠕变损伤模型能很好地描述岩石蠕变全过程,模型参数取值也在合理范围之内,模型拟合曲线与实验所得数据具有较好的一致性.

关键词： burgers模型非线性损伤蠕变全过程