一种考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立方法，包括采用分级加卸载方式对岩石进行单轴加卸载蠕变试验，绘制出岩石全应变—时间曲线；通过对试验数据进行处理，绘制出分级加卸载蠕变—时间曲线；根据不同类型应变与时间的关系曲线和流变元件的本构方程，建立考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型。本发明专利技术提出的岩石蠕变模型能够准确描述岩石的分级加卸载蠕变过程，对井下围岩的稳定性预测具有重要意义。性预测具有重要意义。性预测具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立方法


[0001]本专利技术属于岩石工程领域，具体涉及一种考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立方法。

技术介绍

[0002]流变特性是岩石固有属性之一，尤其深部软岩受“三高一采动”影响，其节理裂隙往往较为发育，会发生显著的蠕变变形。为了准确描述岩石的蠕变行为，需要建立与试验结果相吻合的蠕变模型，通过模型计算对围岩稳定性进行预测，这对围岩支护领域具有重要意义。
[0003]目前大多数学者都是在加载条件下研究岩石的蠕变，对卸载条件下的蠕变及蠕变模型研究甚少。一般认为蠕变瞬时变形仅为弹性变形，通过加卸载蠕变试验发现不仅有瞬时弹性变形也有瞬时塑性变形。现有的多数蠕变模型并不能反映蠕变过程中的瞬时塑性变形现象。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立方法。
[0005]本专利技术提供的考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立的具体方法步骤如下：
[0006]S1：采用分级加卸载方式对岩石开展不同应力水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采用分级加卸载方式对岩石开展不同应力水平下的单轴加卸载蠕变试验，并绘制岩石全应变—时间曲线；S2：按Boltzmamm叠加原理进行数据处理，提取不同应力水平下岩石蠕变的瞬时弹性应变、瞬时塑性应变、黏弹性应变和黏塑性应变，并绘制分级加卸载蠕变—时间曲线和蠕变速率—时间曲线；S3：根据提取的瞬时弹性应变、瞬时塑性应变、黏弹性应变及黏塑性应变，分别绘制瞬时弹性应变—时间曲线、瞬时塑性应变—时间曲线、黏弹性应变—时间曲线和黏塑性应变—时间曲线；S4：根据不同类型应变与时间的关系曲线和流变元件的本构方程，建立考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型；S5：根据实验数据采用最小二乘法进行参数反演，确定蠕变模型参数值。2.根据权利要求1所述的一种考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立方法，其特征在于，在步骤S2中：根据不同应力水平下加卸载的蠕变速率—时间曲线确定岩石蠕变过程的三个阶段，即减速蠕变阶段、等速蠕变阶段和加速蠕变阶段。3.根据权利要求1所述的一种考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立方法，其特征在于，在步骤S3中：根据不同类型应变与时间的关系曲线并结合流变元件本构方程，提出岩石蠕变模型由弹性元件、不可恢复的弹性元件、黏性元件、塑性元件和NVPB体组成。4.根据权利要求3所述的岩石蠕变模型，其特征在于：A1.采用弹性元件描述蠕变过程中的瞬时弹性变形，弹性元件蠕变方程：其中，ε
me
表示弹性元件在一定应力水平下发生的应变；σ表示模型所受到的应力；E
e
表示弹性元件的弹性模量；采用不可恢复的弹性元件描述蠕变过程中的瞬时塑性变形，不可恢复的弹性元件蠕变方程：其中，ε
mp
表示不可恢复的弹性元件在一定应力水平下发生的应变；E
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表示不可恢复的弹性元件的弹性模量。A2.采用弹性元件和黏性元件并联组成的Kelvin体来描述粘弹性变形，Kelvin体的蠕变方程为：其中，ε
ve
表示Kelvin体在一定应力水平下发生的应变；E
ve
表示Kelvin体的弹性模...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建雨，杨春春，金昊鹏，石伟，胡秀月，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：