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creep model 软土广泛分布于我国东南沿海,内陆湖泊地区,由于特殊的沉积环境,软土物质成分复杂,含水量高,多呈絮凝状结构,从而表现出与一般黏性土不同的力学效应,如低强度和蠕变性等.研究表明:软土蠕变性呈现较强非线性特性,即软土的应力-应变不仅与时间有关,还与当时的应力水平有关[1-2].目前,对于土体的弹塑性变形行为,已经有比较成熟的模型和理论模型描述,而对于同时存在弹塑性剪切变形和剪切蠕变变形的过程(也称为黏弹塑性变形过程)如何进行合理描述研究较少[3].一般描述这种过程多采用模型理论或经验理论.著名的模型理论有Maxwell模型,Kelvin模型和Burgers模型,这些模型概念直观,物理意义明确,但要准确模拟土的黏弹塑性需要引入很多的元件进行组合,模型参数数量多,给工程应用带来不便[4].经验型模型是根据土体的试验结果总结本构关系,其优势在于只用少量的参数就能达到较好的拟合效果......
常规Burgers模型,说明该模型能够更好地描述盐岩的黏弹性蠕变特性. 关键词:盐岩;蠕变;非线性Burgers模型;参数识别 中图分类号:TU45 文献标志码:A  ...力学流变领域来看,元件组合模型由于本构方程形式简单,模型及其参数物理意义明确,且能够把岩石复杂的力学性质直观地表现出来,因而应用较为广泛.但传统的元件组合模型是一种线性模型,无法描述岩石蠕变的非线性特征.为了克服这一不足,一种有效的方法就是采用非线性流变元件代替常规线性流变元件,并据此建立岩石蠕变模型.熊良宵等[11]提出了一个可以描述岩石非线性黏弹性流变特征的黏滞体,将该非线性黏滞体替换......
产生这些现象的原因及其宏细观力学机制,无论对于岩石力学理论研究,还是对于实际岩石工程应用都具有十分重要的意义.因此,国内外学者分别从室内试验,理论分析及数值模拟等方面对岩石流变力学特性展开研究.室内试验[1-4]是进行岩石蠕变特性研究的一个重要手段,但是蠕变试验因周期长,工作量大,需要消耗较大的人力和物力,从而限制了这一方法的进一步应用.利用流变理论[5-7],可进行各种复杂黏弹性,黏塑性,黏弹塑...结模型来表征岩石颗粒的刚度及颗粒之间的胶结物[13],而上述模型无法描述岩石的流变特性,因此选用流变模型,本文选用PFC自带的Burgers流变模型,其基本原理如图1所示.图中:Cmn,Cms,Ckn和Cks为黏壶单元的黏性系数;Kmn,Kms,Kkn和Kks为弹簧单元的刚度系数.考虑到岩石颗粒刚度特性,同时使用接触模型中的线性接触模型. 图1 Burgers模型 Fig. 1......
线性元件为非线性元件再进行组合建模;引入损伤变量及演化方程建立损伤流变模型.如郭增玉等[2]在描述黄土黏弹性,黏塑性特征时分别采用了五元件的Kelvin分项模型及应用maxwell模型串联单个经验模型再并联单个理想塑性元件组合构建的分项模型,最终将2个分项模型串联得到1个可以表征高湿度Q2黄土非线性流变特征的总模型.朱才辉等[3]在研究压实区Q3黄土蠕变特性时,采用串联Kelvin模型与Burgers模型的方式得到了复合M-B模型,模型具有较好的黄土流变特性表征能力.谢星等[4]从黄土流变时会产生损伤的角度出发,基于应变等效原理在考虑损伤门槛的基础上构建了考虑瞬时损伤的黄土非线性流变模型.王东红等[5]在谢星的研究基础上,同时考虑黄土在流变过程中产生的瞬时损伤及突变破坏时的蠕变损伤进而构建了相应的黄土三维流变模型.上述模型的共同点在于应用Kelvin模型反映黄土的黏弹流变特性,而对于黄土的......
; 以下. 1.1 地层本构模型 由文献[9]可知:上海软土的应力-应变-时间关系符合西原模型,见图1.图1中:Ge为Hooker体的剪切模量;Ke为Hooker体的体积模量;Gve为Kelvin体弹簧的剪切模量;Kve为Kelvin体弹簧的体积模量;ηve为Kelvin体黏壶的黏滞系数;ηvp为Bingham体黏壶的黏滞系数;εe为Hooker体的应变;εve为Kelvin体的应变;εvp为Bingham体的应变.西原模型可以考虑材料的弹性,黏弹及弹塑等力学特征,适用范围较广,理论较成熟[10].本文采用简单的Mohr-Coulomb屈服函数替换线性牛顿体.根据文献[11]可得到三维状态下改进的西原模型新偏应力的表达式为: (1) , , ,  ......
硬化损伤蠕变模型结构如图9所示,其中,σ为总应力;Ei为i部分弹性模量;σi为i部分模型所受应力,ηi为i部分黏滞系数;i=1,2,3,4,分别表示模型中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ部分.第Ⅰ部分为弹性体,用于描述蠕变应力阈值以下仅发生弹性应变阶段;第Ⅱ部分为硬化黏弹塑性,用村山体描述超过蠕变下限的稳定蠕变阶段;第Ⅲ部分为损伤蠕变,用损伤因子描述加速蠕变状态下岩石结构损伤蠕变阶段;第Ⅳ部分为塑性体,用于响应应力... Coal Society, 2014, 39(3): 445-451. [5] 刘新喜, 李盛南, 徐泽佩, 等. 高应力泥质粉砂岩黏弹塑性蠕变模型[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2019, 50(5): 1210-1220. LIU Xinxi, LI Shengnan, XU Zepei, et al. Viscoelastic-plastic creep model of high......
(1) 式中:为串联胡克体的弹性模量;为Kelvin体的黏弹性模量;为Kelvin体的初始黏滞系数. 由于广义Kelvin模型只能描述岩石的线性蠕变特征,对于蠕变特性复杂的盐岩来说并不适用.将Kelvin体中牛顿黏壶的黏滞系数视为时间的函数,建立非定常黏壶[19]: (2) 式中:为非定常黏壶的黏滞系数;为待定系数. 对式(2)求导可得 (3) 由式(3)可知:当>0时,≤0,黏滞系数随时...关系,因此,参考岩石非线性蠕变模型的经典构建思路,将非定常广义Kelvin模型与Heard蠕变模型进行串联,构成新的盐岩非线性蠕变模型,简称NGKH蠕变模型(见图4),下式即为NGKH蠕变模型的轴向应变方程: (13) 式(13)中第1项和第2项反映初始蠕变阶段的瞬时应变,第3项反映衰减蠕变阶段的黏弹性应变,第4项反映稳态蠕变阶段的黏性流动应变. 1.4 蠕变参数敏感性分析 在应力状态,温度相......
型的研究较多[1-8],而对节理岩体蠕变模型的研究较少. Curran等[9]采用位移不连续法建立了节理岩体的蠕变模型;刘考学[10]利用对互层岩体或节理岩体的不同介质进行"分离,集中"得到了互层节理岩体的二维和三维黏弹性模型等;杨海天等[11]将受一组正交节理切割的岩体结构视为广义复合材料,用"代表元"的方法,建立了复合蠕变本构方程;杨松林等基于文献[12]中节理岩体的弹性本构关系,在已知岩石...蠕变关系 假定岩石材料是各向同性的,岩石体变是弹性的,畸变是黏弹性的,则有[13]: ,. (1) 偏应变和偏应力的定义为: 由式(1)和(2)可得到蠕变情况下岩石的应力与应变关系: 岩石的蠕变柔度张量可写为: 由于,式(4)可简化为: 1.2 节理面的蠕变关系......
线,分析应变率,纤维掺量对混凝土强度,韧性和弹塑性等指标的影响;在显微镜下观察不同纤维含量混凝土的破损情况并进一步分析应变率和纤维掺量对损伤演化的影响;基于引入损伤的黏弹性本构模型对试验结果进行拟合分析.研究结果表明:冲击荷载作用下,纤维混凝土表现出明显的非线性及率敏感性;纤维混凝土动态强度及韧性指标随着纤维掺量的增加呈抛物线式的方式发展;损伤演化速度随应变率的增加而降低;引入损伤的黏弹性本构模型能够较好地表达纤维混凝土动态应力-应变关系. 关键词:聚丙烯纤维混凝土;SHPB试验技术;应变率效应;黏弹性本构模型;损伤演化 中图分类号:O348;TU528 文献标志码:A 文章编号......
考虑蠕变影响的隧道围岩抗力系数计算方法 唐葭1,邓宗伟1, 2,蒋建清1 (1. 湖南城市学院 土木工程学院,湖南 益阳,413000; 2. 中南大学 土木工程学院,湖南 长沙,410075) 摘要:基于Winkler局部变形理论,将高速铁路隧道围岩划分为能够考虑蠕变效应的3个有限环模型.在应力应变全过程曲线的基础上,采用伯格斯(Burgers)蠕变力学模型模拟黏弹性区的蠕变变形,推导考虑围岩... 计算公式推导 1.1 计算模型 围岩抗力系数的计算基于Winkler局部变形理论,将考虑蠕变效应的计算模型划分为涵盖3个环的有限环模型:裂缝环,塑性环,黏弹性环.计算模型如图1所示.图1中:p0为衬砌作用在围岩上时围岩所产生的抗力;r为隧道衬砌半径;ra为裂缝区内半径;rb为塑性区内半径;rc为考虑蠕变效应的黏弹性区内半径;计算模型的黏弹性区外半径延伸至无穷远处(γ=∞),为简......