本文關鍵詞：基于分數(shù)階微積分的改進西原模型及其參數(shù)智能辨識

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【摘要】：傳統(tǒng)西原模型難以描述巖石的非線性加速流變特性,根據(jù)Riemann-Liouville分數(shù)階微積分理論,采用分數(shù)階黏壺及非線性黏塑性體NVPB(nonlinear viscoplastic body)模型,分別取代傳統(tǒng)西原模型黏彈性體中的牛頓黏壺及黏塑性體,提出改進的西原模型,并推導出巖石在恒應力情況下的三維蠕變本構(gòu)方程。模型采用基于流變階段分解-粒子群-模擬退火算法相結(jié)合的智能算法對已有的試驗數(shù)據(jù)進行反演,結(jié)果表明該模型能有效地反映巖石3個階段的蠕變特征。通過對模型的敏感性分析發(fā)現(xiàn),巖石的非線性漸變過程及加速蠕變階段的快慢程度分別由分數(shù)階導數(shù)的階次及流變指數(shù)控制,傳統(tǒng)西原模型是改進西原模型的一種特例。
【作者單位】： 西南交通大學交通隧道工程教育部重點實驗室;
【基金】：國家863計劃課題(No.2014AA110401) 煤炭聯(lián)合基金重點項目(No.U1361210) 國家科技支撐計劃課題(No.2013BAB10B04)
【分類號】：TU45
【正文快照】： 1引言軟巖及高地應力水平下的中等強度巖石或節(jié)理發(fā)育的硬巖都存在著流變效應[1],處于這種地質(zhì)條件下大量工程的長期穩(wěn)定性與巖石的流變特性密切相關,因此,巖石的流變本構(gòu)模型成為巖石流變理論研究的熱點。巖石蠕變的3階段劃分得到了巖石力學界的普遍認同(見圖1),但如何對3階

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