巖石力學(xué)參數(shù)的時(shí)效性及非定常流變本構(gòu)模型研究.pdf

1、本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上,研制開發(fā)了一套新型的流變儀器,以泥巖為研究對(duì)象,對(duì)該巖石的瞬時(shí)強(qiáng)度特性、單軸和三軸流變特性進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的研究,得到了泥巖的基本力學(xué)參數(shù)包括彈性模量E、內(nèi)聚力C、內(nèi)摩擦角(ψ)隨應(yīng)力和時(shí)間的弱化規(guī)律,并將其引入Bingham一維流變模型和P.Perzyna三維流變模型中,建立了非定常的流變模型,最后成功的在ABAQUS軟件中對(duì)其實(shí)現(xiàn)了二次開發(fā),并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的正確性。本文完成的主要工作有:

2、　　 1.在分析現(xiàn)行流變儀器的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,研制開發(fā)了一臺(tái)新型的流變儀器—五聯(lián)單軸流變儀,該儀器主要用于巖石的流變?cè)囼?yàn),能同時(shí)控制五個(gè)不同條件下的流變?cè)囼?yàn),實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制、自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。
　　 2.進(jìn)行了泥巖在0MPa、5MPa、10MPa和15MPa四個(gè)圍壓級(jí)別下的瞬時(shí)強(qiáng)度試驗(yàn),得到了泥巖的變形和破壞規(guī)律,探討了由瞬時(shí)強(qiáng)度試驗(yàn)確定巖石長期強(qiáng)度的方法。論述了單試件法測(cè)巖石力學(xué)參數(shù)的原理,并對(duì)其數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了修正。<

3、br>　　 3.分析了巖石的蠕變損傷閥值,從細(xì)觀力學(xué)和宏觀力學(xué)兩方面解釋了巖石的蠕變過程曲線。進(jìn)行了泥巖八個(gè)應(yīng)力水平的單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn),分析了其蠕變特性,采用單試件法對(duì)其蠕變過程中的三個(gè)時(shí)間點(diǎn)的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定,得到了該泥巖力學(xué)參數(shù)隨應(yīng)力和時(shí)間的弱化規(guī)律。
　　 4.進(jìn)行了5MPa、10MPa和15MPa三個(gè)不同圍壓下的蠕變?cè)囼?yàn),將單軸條件下泥巖力學(xué)的弱化規(guī)律擴(kuò)展到了三軸狀態(tài),通過蠕變破壞時(shí)的強(qiáng)度進(jìn)行了驗(yàn)證。