為了有效控制地下工程中圍巖失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生,在描述軟巖非線性蠕變行為的基礎(chǔ)上,借鑒元件模型的建模方式,將分?jǐn)?shù)階軟體元件替代傳統(tǒng)西原模型Kelvin體中的黏滯體,得到基于分?jǐn)?shù)階微積分的定常蠕變本構(gòu)模型。引入非線性黏滯系數(shù)表達(dá)式來(lái)改進(jìn)模型黏彈性部分,通過(guò)損傷力學(xué)理論描述巖石黏塑性應(yīng)變,得到一個(gè)新的非線性四元件蠕變本構(gòu)模型。通過(guò)所建模型辨識(shí)凍結(jié)軟巖、片巖和泥巖的蠕變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù),采用Levenberg-Marqud算法求解模型參數(shù),對(duì)比分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)和辨識(shí)曲線。結(jié)果表明,所建模型對(duì)于研究軟巖非線性蠕變行為是可行的,具有較好的適用性。在分?jǐn)?shù)階微積分的基礎(chǔ)上通過(guò)損傷力學(xué)理論描述巖石黏塑性應(yīng)變,得到的非線性四元件蠕變本構(gòu)模型可為進(jìn)一步研究軟巖非線性蠕變行為提供參考。 

【文章來(lái)源】：河北工業(yè)科技. 2020,37(06)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1 分?jǐn)?shù)階軟體元件

當(dāng)σ=0.5 MPa,ηα=1 500 MPa·h時(shí),根據(jù)式(7)繪制不同α取值的蠕變曲線,如圖2所示。由圖2可知,當(dāng)α值從0增大至1的過(guò)程中,蠕變曲線逐漸偏離橫軸,曲線的切線斜率逐漸增高。當(dāng)α在區(qū)間[0,1)內(nèi)逐漸增大時(shí),曲線的切線斜率遞增,分?jǐn)?shù)階軟體元件的蠕變曲線表現(xiàn)出非線性特征;當(dāng)α=1時(shí),蠕變曲線為純線性曲線,表征出完全的線性關(guān)系,此時(shí)軟體元件變成牛頓黏壺。該分?jǐn)?shù)階軟體元件根據(jù)α值的不同,表現(xiàn)出介于理想固體和理想流體之間的性質(zhì)。

西原模型示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3225298