岩石蠕变应变能密度演化时效特征与损伤本构模型研究
刘之喜1
赵光明2
孟祥瑞2
顾清恒2
秦志宏2
1.铜陵学院 建筑工程学院,安徽 铜陵 2440612.安徽理工大学 深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室,安徽 淮南 232001
摘要：为了探究岩石单轴蠕变的应变能密度演化规律及其损伤本构模型,利用单轴蠕变-卸载试验,系统性地研究了煤、泥岩、白砂岩和红砂岩 4 种岩石的蠕变应变能密度演化规律.着重探讨了岩石在蠕变过程中应变能密度的转化与耗散机制,建立了不同脆性程度岩石的损伤蠕变本构模型.研究结果表明:(1)4种岩石的弹性应变能密度随蠕变时间的延长而呈线性减少的趋势,即存在线性衰减特征;(2)结合单轴蠕变-卸载试验结果,提出了一种基于弹性应变能密度线性衰减特征的岩石蠕变应变能计算方法;(3)4 种不同脆性程度的岩石蠕变产生的耗散应变能密度与输入应变能密度随着时间增加而增长,其增长可分为衰减增长阶段、匀速增长阶段以及加速增长阶段;(4)在蠕变过程中,随着蠕变时间的增加,岩石耗散应变能密度占输入应变能密度逐渐增大,在加速蠕变与峰后的临界点达到最大,脆性程度越高加速蠕变与峰后临界点耗散应变能密度占输入应变能密度比例越大;(5)构建了基于应变能耗散的黏弹塑性-损伤耦合本构模型,该模型能够有效描述不同脆性岩石在蠕变过程中的变形曲线.
关键词：蠕变卸载应变能密度演化损伤变量本构模型
分类号：TU45(土力学、地基基础工程)
资助基金：高校协同创新项目(GXXT-2021-075)安徽省高校科学研究重点项目(2024AH051854)铜陵学院高层次人才科研启动基金资助项目(2024tlxyrc040)国家自然科学基金(52374074)
论文发表日期：2025-02-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 153-166 )
英文信息