一种岩土体蠕变预测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种岩土体蠕变预测方法和系统。本发明专利技术通过建立记忆依赖型导数蠕变模型，基于试验数据进行模型参数辨识等手段，可以充分刻画岩土体蠕变过程中具有明显的时间依赖性这一特征。基于记忆依赖型导数建立的蠕变模型可以准确描述岩土体的瞬时变形、衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变特征，忆依赖型导数蠕变模型所表征的岩土体蠕变特征不会随时间的延长产生失真现象，准确性更高、适用性更广。给定一套正确的蠕变参数代入记忆依赖型导数蠕变模型后，就能够根据蠕变模型准确判断和预测岩体各阶段的变形过程，可以应用于岩体工程的长期性稳定分析，也可以据此针对性地做出合理有效的防护措施，减少工程损失，具有巨大的工程应用价值和经济效益。用价值和经济效益。用价值和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种岩土体蠕变预测方法及系统


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，特别是涉及一种岩土体蠕变预测方法及系统。

技术介绍

[0002]蠕变直接影响地下工程的长期安全与稳定。学者通过大量的室内试验与现场监测研究岩土体蠕变过程中应力、应变与时间的变化规律，探究岩土体蠕变破坏机制。岩土体蠕变模型定量描述恒定应力状态下变形与时间的关系，对解析工程遇到的蠕变变形问题十分重要。
[0003]现有蠕变模型主要包括经验模型、组合元件模型、非线性蠕变模型和分数阶蠕变模型四种。经验模型利用岩土体的蠕变试验数据，通过数理统计方法回归应力、应变和时间三者之间的数学函数，它与具体的试验数据吻合较好，但物理意义不明确，不能描述加速蠕变变形。组合元件蠕变模型利用基本力学元件之间的串、并联组合表征岩土体蠕变性态，结构简单，物理意义明确，能较好地描述衰减蠕变与稳态蠕变特性，但难以反映岩土体非线性加速蠕变特性。
[0004]为准确反映岩土体的非线性加速蠕变特征，学者采用非线性流变元件、损伤力学理论、内时理论等建立岩土体非线性蠕变模型。例如在文献“徐卫亚，等.岩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩土体蠕变预测方法，其特征在于，包括：基于记忆依赖型导数理论和蠕变理论采用识别得到的元件种类构建记忆依赖型导数蠕变模型；获取岩土体的试验蠕变数据，并基于所述试验蠕变数据生成试验蠕变
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时间关系曲线；根据所述试验蠕变
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时间关系曲线对所述记忆依赖型导数蠕变模型进行参数辨识得到蠕变模型参数；获取待预测岩土体的蠕变预测数据，将参数辨识得到的蠕变模型参数代入记忆依赖型导数蠕变模型中，生成待预测岩土体蠕变
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时间关系的蠕变预测曲线。2.根据权利要求1所述的岩土体蠕变预测方法，其特征在于，所述基于记忆依赖型导数理论和蠕变理论采用识别得到的元件种类构建记忆依赖型导数蠕变模型，具体包括：基于记忆依赖型导数理论和蠕变理论采用识别得到的元件种类构建记忆依赖型导数黏壶、记忆依赖型开尔文体和带应变触发的记忆依赖型导数黏壶；根据不同应力水平下的蠕变
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时间曲线建立所述记忆依赖型导数黏壶的蠕变方程、记忆依赖型开尔文体的蠕变方程和带应变触发的记忆依赖型导数黏壶的蠕变方程；基于所述记忆依赖型导数黏壶的蠕变方程、记忆依赖型开尔文体的蠕变方程和带应变触发的记忆依赖型导数黏壶的蠕变方程建立所述记忆依赖型导数蠕变模型。3.根据权利要求2所述的岩土体蠕变预测方法，其特征在于，所述记忆依赖型导数黏壶的本构方程为：式中：σ
m
为记忆依赖型导数黏壶的应力，η
m
为记忆依赖型导数黏壶的黏滞系数，ε
m
(t)为t时刻记忆依赖型导数黏壶的应变，为t时刻ε
m
(t)的1阶记忆依赖型导数，t为蠕变时间；记忆依赖型导数黏壶的蠕变方程为：式中：ε
m
为记忆依赖型导数黏壶的应变，η
m
为记忆依赖型导数黏壶的黏滞系数，n为权重函数的阶次，τ为时滞，e为自然对数；令ω＝n/τ，定义为记忆参数，表征记忆依赖型导数黏壶的非线性程度，记忆依赖型导数黏壶的蠕变
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时间关系为：式中：ω为记忆依赖型导数黏壶的记忆参数。4.根据权利要求2所述的岩土体蠕变预测方法，其特征在于，所述记忆依赖型开尔文体中虎克体的蠕变方程关系为：
式中：ε
e
为虎克体的应变，σ
e
为虎克体的应力，E为虎克体的弹性模量；将所述虎克体与所述记忆依赖型导数黏壶并联，按照元件并联关系，记忆依赖型开尔文体的蠕变
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时间关系为：式中：ε
K
为记忆依赖型开尔文体的应变，σ
K
为记忆依赖型开尔文体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎明，张登，王金良，王在泉，丛宇，王肖珊，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：