改進的巖石Burgers流變模型及其試驗驗證

徐 鵬,楊圣奇,陳國飛

(中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室,江蘇徐州 221008)

改進的巖石Burgers流變模型及其試驗驗證

徐 鵬,楊圣奇,陳國飛

(中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室,江蘇徐州 221008)

為了準確描述不同軸壓下巖石流變過程中的瞬時應變變化規律,提出一種用于描述巖石流變試驗中瞬時塑性應變變化規律的裂隙塑性元件,將該元件與傳統Burgers模型相結合組成改進的Burgers模型,給出了模型加卸載流變方程,對該模型的蠕變特性進行了分析。對莒山礦粉砂巖進行瞬時三軸壓縮試驗,得到試樣在不同圍壓下全應力-應變曲線,給出了圍壓與峰值強度的線性關系,對粉砂巖試樣進行多級增量循環加卸載流變試驗,對試驗數據進行辨識和分析,結果表明：瞬時塑性應變在模型參數辨識過程中不能忽略。使用改進的Burgers模型對不同應力水平條件下粉砂巖加卸載流變試驗結果進行了擬合,效果較為理想,同時與傳統Burgers模型對試驗數據的擬合效果進行比較,驗證了改進模型的正確性和合理性。

改進的Burgers流變模型;瞬時塑性應變;裂隙塑性元件

巖石的流變特性是指巖石在外界荷載、溫度、輻射等條件下呈現的與時間有關的變形、流動和破壞等性質,即時間效應。其主要表現在彈性后效、蠕變、松弛、應變率效應、時效強度和流變損傷斷裂等方面,流變變形是巖石的基本力學特性,巖石流變是巖土工程圍巖變形失穩的重要原因之一[1-3]。……