含分數階導數元件非線性蠕變模型的二次開發

張 濤，何利軍

（南昌航空大學土木與建筑學院，江西 南昌330063）

含分數階導數元件非線性蠕變模型的二次開發

張 濤，何利軍

（南昌航空大學土木與建筑學院，江西 南昌330063）

通過GDS應力三軸儀對湛江黏土在恒定圍壓不同偏應力下的三軸蠕變試驗，得到幾組不同偏應力下軸向應變與時間關系數據，鑒于傳統線性元件組合模型無法精確描述黏土蠕變的非線性問題，提出采用分數階導數元件分別替換傳統Burger模型中兩個牛頓粘壺線性元件，建立起含兩個分數階導數元件的非線性蠕變模型，采用C++語言將該模型在FLAC3D中進行二次開發，通過建立一個三軸數值算例，將不同偏應力下數值計算結果與試驗數據進行對比，結果表明提出的非線性蠕變模型相比Burger模型更適合描述湛江黏土的蠕變過程。

分數階導數；二次開發；蠕變

巖土的蠕變問題一直是工程基礎處理、邊坡防護和圍巖開挖與支護過程中需要重視的棘手難題，而軟黏土在工程實踐中屬于地質不良的土體，其在我國沿海和內陸江河沖積流域分布較為廣泛，給工程建設帶來諸多潛在危害。

軟土的蠕變是巖土流變學研究的重點內容之一，許多研究人員依據大量的試驗和工程實踐得到了一些可觀的成果：如楊愛武[1]對天津濱海吹填軟土進行三軸不固結不排水和單軸壓縮蠕變試驗，結果表明兩類試驗歷時曲線都具有非線性特征；雷華陽[2]對濱海軟土進行不同加荷方式下的蠕變試驗，得到應變與應力和時間關系，結果表明濱海軟土具有明顯的非線性特征且其蠕變變形受其結構制約和影響。……