發(fā)布時間：2021-06-11 21:16

　　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,將分數(shù)階軟體元件替代傳統(tǒng)西原模型Kelvin體中的黏滯體,得到基于分數(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)表達式來改進模型黏彈性部分,通過損傷力學理論描述巖石黏塑性應(yīng)變,得到一個新的非線性四元件蠕變本構(gòu)模型。通過所建模型辨識凍結(jié)軟巖、片巖和泥巖的蠕變試驗數(shù)據(jù),采用Levenberg-Marqud算法求解模型參數(shù),對比分析試驗數(shù)據(jù)和辨識曲線。結(jié)果表明,所建模型對于研究軟巖非線性蠕變行為是可行的,具有較好的適用性。在分數(shù)階微積分的基礎(chǔ)上通過損傷力學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)模型可為進一步研究軟巖非線性蠕變行為提供參考。 

【文章來源】：河北工業(yè)科技. 2020,37(06)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖1 分數(shù)階軟體元件

當σ=0.5 MPa,ηα=1 500 MPa·h時,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α值從0增大至1的過程中,蠕變曲線逐漸偏離橫軸,曲線的切線斜率逐漸增高。當α在區(qū)間[0,1)內(nèi)逐漸增大時,曲線的切線斜率遞增,分數(shù)階軟體元件的蠕變曲線表現(xiàn)出非線性特征;當α=1時,蠕變曲線為純線性曲線,表征出完全的線性關(guān)系,此時軟體元件變成牛頓黏壺。該分數(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】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3225298