巖石力學參數(shù)的時效性及非定常流變本構模型研究.pdf

1、本文在已有研究成果的基礎上,研制開發(fā)了一套新型的流變儀器,以泥巖為研究對象,對該巖石的瞬時強度特性、單軸和三軸流變特性進行了系統(tǒng)、全面的研究,得到了泥巖的基本力學參數(shù)包括彈性模量E、內聚力C、內摩擦角(ψ)隨應力和時間的弱化規(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軟件中對其實現(xiàn)了二次開發(fā),并通過試驗數(shù)據驗證了模型的正確性。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)缺點的基礎上,研制開發(fā)了一臺新型的流變儀器—五聯(lián)單軸流變儀,該儀器主要用于巖石的流變試驗,能同時控制五個不同條件下的流變試驗,實現(xiàn)了計算機自動控制、自動采集數(shù)據。
　　 2.進行了泥巖在0MPa、5MPa、10MPa和15MPa四個圍壓級別下的瞬時強度試驗,得到了泥巖的變形和破壞規(guī)律,探討了由瞬時強度試驗確定巖石長期強度的方法。論述了單試件法測巖石力學參數(shù)的原理,并對其數(shù)據處理方法進行了修正。<

3、br>　　 3.分析了巖石的蠕變損傷閥值,從細觀力學和宏觀力學兩方面解釋了巖石的蠕變過程曲線。進行了泥巖八個應力水平的單軸壓縮蠕變試驗,分析了其蠕變特性,采用單試件法對其蠕變過程中的三個時間點的力學參數(shù)進行了測定,得到了該泥巖力學參數(shù)隨應力和時間的弱化規(guī)律。
　　 4.進行了5MPa、10MPa和15MPa三個不同圍壓下的蠕變試驗,將單軸條件下泥巖力學的弱化規(guī)律擴展到了三軸狀態(tài),通過蠕變破壞時的強度進行了驗證。