基于分?jǐn)?shù)階微積分的巖石非線性蠕變本構(gòu)模型研究及其在Flac3D中的二次開發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2021-06-20 07:59
巖石介質(zhì)由于其構(gòu)成和賦存環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性而具備流變性這一特定力學(xué)性質(zhì)。巖石的流變性是指巖石在一定的荷載、濕度、溫度等條件下表現(xiàn)出的的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系隨時(shí)間推移而發(fā)生改變的力學(xué)現(xiàn)象。很多巖土工程都與巖石的流變性有密切關(guān)系,巖石流變力學(xué)研究對(duì)于解決巖石力學(xué)的實(shí)際問題非常重要。傳統(tǒng)的巖石本構(gòu)模型只能模擬掩飾的線性蠕變階段,對(duì)于非線性階段無法準(zhǔn)確體現(xiàn)。本文基于分?jǐn)?shù)階微積分理論,提出一種新的非線性元件組合本構(gòu)模型,將其應(yīng)用于Flac3D軟件進(jìn)行二次開發(fā),并用隧道注漿加固的算例驗(yàn)證二次開發(fā)的有效性。主要研究結(jié)論如下:(1)基于分?jǐn)?shù)階微積分理論,建立了一個(gè)能反映巖石黏彈塑性特性的非線性蠕變本構(gòu)模型,并推導(dǎo)出該模型的本構(gòu)方程。該模型能全面反映出巖石的瞬彈、瞬塑、粘彈、粘塑蠕變特性,全面描述巖石蠕變的三個(gè)階段,并且體現(xiàn)巖石變形的非線性漸變特點(diǎn)。(2)在1stopt數(shù)據(jù)處理軟件平臺(tái)上基于麥夸特算法,編寫非線性擬合程序,對(duì)錦屏水電站綠片巖的三軸蠕變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合求參,與博格斯模型進(jìn)行對(duì)比研究,該模型的擬合精度更高,說明了模型能準(zhǔn)確反映巖石蠕變的非線性特點(diǎn)。(3)將建立的蠕變模型本構(gòu)方程進(jìn)行了三維中心差分格...
【文章來源】:中國地震局地震研究所湖北省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
由于巖石流變導(dǎo)致的支護(hù)變形在巖石流變力學(xué)理論中,巖石流變本構(gòu)模型的研究具有重要地位
圖 1.2 國內(nèi)首臺(tái)巖石扭轉(zhuǎn)流變儀在國內(nèi),為建設(shè)三峽大壩工程做技術(shù)籌備,陳宗基[16]教授于 20 世紀(jì) 40 年代首次開展了巖石的現(xiàn)場流變?cè)囼?yàn),是我國巖石流變學(xué)領(lǐng)域的奠基者。圖 1.2 是我國首臺(tái)研制成功的巖石扭轉(zhuǎn)流變儀,由陳宗基、劉海等主導(dǎo)設(shè)計(jì),該流變儀對(duì)硬巖和軟巖均能夠長期加載,曾成功的應(yīng)用于葛洲壩砂巖、三斗坪大理巖的斷裂
軟體元件示意圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于分?jǐn)?shù)階微積分的巖石蠕變損傷本構(gòu)模型[J]. 劉峻松,黃海峰,黃敏,楊豪,藍(lán)康文. 人民長江. 2018(07)
[2]基于FLAC3D的大斷面軟弱圍巖隧道注漿加固數(shù)值分析[J]. 皇民,秦長坤,雷嘯天. 河南科學(xué). 2018(01)
[3]基于分?jǐn)?shù)階微積分的Q2黃土含水損傷蠕變模型[J]. 唐皓,段釗,趙法鎖,宋飛,李香凝. 長江科學(xué)院院報(bào). 2015(08)
[4]巖石流變力學(xué)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王德勝,宋勇軍. 四川建筑科學(xué)研究. 2015(03)
[5]注漿加固技術(shù)在淺埋暗挖隧道中的應(yīng)用[J]. 汪東林. 安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(06)
[6]砂巖三軸卸荷力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 李建林,王瑞紅,蔣昱州,劉杰,陳星. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2010(10)
[7]基于FLAC3D的改進(jìn)Burgers蠕變損傷模型的二次開發(fā)研究[J]. 楊文東,張強(qiáng)勇,張建國,賀如平,曾紀(jì)全. 巖土力學(xué). 2010(06)
[8]巖土應(yīng)變硬化指數(shù)理論及其分?jǐn)?shù)階微積分理論基礎(chǔ)[J]. 殷德順,和成亮,陳文. 巖土工程學(xué)報(bào). 2010(05)
[9]超前小導(dǎo)管預(yù)注漿在軟弱圍巖隧道中的應(yīng)用[J]. 張愛萍. 山西建筑. 2010(08)
[10]軟土彈粘塑性模型在FLAC3D中的二次開發(fā)及其應(yīng)用[J]. 謝秀棟,蘇燕. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
碩士論文
[1]深部圍巖蠕變特性試驗(yàn)研究及其數(shù)值模擬[D]. 劉正.湖南科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3238804
【文章來源】:中國地震局地震研究所湖北省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
由于巖石流變導(dǎo)致的支護(hù)變形在巖石流變力學(xué)理論中,巖石流變本構(gòu)模型的研究具有重要地位
圖 1.2 國內(nèi)首臺(tái)巖石扭轉(zhuǎn)流變儀在國內(nèi),為建設(shè)三峽大壩工程做技術(shù)籌備,陳宗基[16]教授于 20 世紀(jì) 40 年代首次開展了巖石的現(xiàn)場流變?cè)囼?yàn),是我國巖石流變學(xué)領(lǐng)域的奠基者。圖 1.2 是我國首臺(tái)研制成功的巖石扭轉(zhuǎn)流變儀,由陳宗基、劉海等主導(dǎo)設(shè)計(jì),該流變儀對(duì)硬巖和軟巖均能夠長期加載,曾成功的應(yīng)用于葛洲壩砂巖、三斗坪大理巖的斷裂
軟體元件示意圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于分?jǐn)?shù)階微積分的巖石蠕變損傷本構(gòu)模型[J]. 劉峻松,黃海峰,黃敏,楊豪,藍(lán)康文. 人民長江. 2018(07)
[2]基于FLAC3D的大斷面軟弱圍巖隧道注漿加固數(shù)值分析[J]. 皇民,秦長坤,雷嘯天. 河南科學(xué). 2018(01)
[3]基于分?jǐn)?shù)階微積分的Q2黃土含水損傷蠕變模型[J]. 唐皓,段釗,趙法鎖,宋飛,李香凝. 長江科學(xué)院院報(bào). 2015(08)
[4]巖石流變力學(xué)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王德勝,宋勇軍. 四川建筑科學(xué)研究. 2015(03)
[5]注漿加固技術(shù)在淺埋暗挖隧道中的應(yīng)用[J]. 汪東林. 安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(06)
[6]砂巖三軸卸荷力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 李建林,王瑞紅,蔣昱州,劉杰,陳星. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2010(10)
[7]基于FLAC3D的改進(jìn)Burgers蠕變損傷模型的二次開發(fā)研究[J]. 楊文東,張強(qiáng)勇,張建國,賀如平,曾紀(jì)全. 巖土力學(xué). 2010(06)
[8]巖土應(yīng)變硬化指數(shù)理論及其分?jǐn)?shù)階微積分理論基礎(chǔ)[J]. 殷德順,和成亮,陳文. 巖土工程學(xué)報(bào). 2010(05)
[9]超前小導(dǎo)管預(yù)注漿在軟弱圍巖隧道中的應(yīng)用[J]. 張愛萍. 山西建筑. 2010(08)
[10]軟土彈粘塑性模型在FLAC3D中的二次開發(fā)及其應(yīng)用[J]. 謝秀棟,蘇燕. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
碩士論文
[1]深部圍巖蠕變特性試驗(yàn)研究及其數(shù)值模擬[D]. 劉正.湖南科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3238804
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