【摘 要】
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岩石蠕变特性是岩石的固有属性,影响着岩土工程的稳定性和安全性;已有的研究表明水的存在会导致原本处于稳定状态下的工程可能出现围岩失稳现象,因此,有必要研究不同含水状态下的岩石蠕变特性。本文对不同含水状态下的类软岩进行单轴压缩和单轴加载蠕变试验研究,探究了不同含水状态下类软岩瞬时和蠕变力学特性;基于非线性函数和损伤力学,建立了适用于类软岩的非线性蠕变模型。主要研究内容如下:（1）对不同含水状态下的类软
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岩石蠕变特性是岩石的固有属性,影响着岩土工程的稳定性和安全性;已有的研究表明水的存在会导致原本处于稳定状态下的工程可能出现围岩失稳现象,因此,有必要研究不同含水状态下的岩石蠕变特性。本文对不同含水状态下的类软岩进行单轴压缩和单轴加载蠕变试验研究,探究了不同含水状态下类软岩瞬时和蠕变力学特性;基于非线性函数和损伤力学,建立了适用于类软岩的非线性蠕变模型。主要研究内容如下:（1）对不同含水状态下的类软岩进行单轴压缩试验研究,得到了不同含水状态下类软岩的基本力学参数,试验结果表明水的存在显著影响了类软岩的抗压强度、弹性模量及变形;基于Harris函数和假定岩石破坏准则服从最大正应力破坏准则而建立损伤本构模型,结果表明该模型对岩石压缩曲线模拟效果较好;分析了岩石单轴压缩过程中的能量演化,结果表明水的存在降低了岩石的储能极限、应变能极限。（2）对不同含水状态下的类软岩进行单轴蠕变试验研究,得到了不同含水状态下类软岩的蠕变特性以及水对岩石的蠕变量、长期强度的影响。结果表明类软岩在较低加载应力下,类软岩主要表现为衰减蠕变和等速蠕变,在较高加载应力下,类软岩才会出现加速蠕变;当加载应力相同时,饱和试件的蠕变量为干燥试件蠕变量的2～3倍,饱和试件由衰减蠕变阶段过渡到稳态蠕变阶段的时间要比干燥试件长;水增大岩石蠕变比并降低了岩石的长期强度。（3）介绍了元件组合模型的特点和适用范围,为了解决元件组合模型对岩石加速蠕变阶段不能准确模拟的不足,在广义Kelvin模型的基础上,基于岩石蠕变过程中力学参数的变化规律和串联一个非线性黏性元件得到了一种非线性蠕变模型;给出了该蠕变模型的本构方程和一维、三维蠕变方程;利用蠕变试验数据对模型进行验证和参数辨识。结果表明该模型可以准确模拟岩石蠕变曲线。（4）基于损伤力学理论和Harris函数,把非线性函数和损伤黏性元件与Bingham模型进行串联建立了蠕变损伤模型并对模型进行曲线拟合和参数辨识,结果表明该模型对岩石蠕变全过程的模拟性能良好,相关系数均在0.98以上。图[62]表[13]参[82]
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