含水炭质板岩非线性蠕变损伤模型及应用

摘要：

对深埋隧道炭质板岩进行高围压不同含水状态三轴蠕变试验.蠕变过程中,随着加载应力水平提高及含水量的增加,炭质板岩产生衰减、稳态及加速蠕变3阶段.将Burgers模型串联一个由非线性黏壶η(n,t)与塑性体并联而成的非线性粘塑性元件,改进后的模型可描述加速蠕变曲线.由该模型建立本构方程,拟合分析不同含水状态炭质板岩的蠕变参数,结果显示粘滞系数ηM、瞬时变形模量EM、粘弹性变形模量EK、粘弹性粘滞系数ηK随含水率增加呈指数形式递减,但递减规律并不相同.引入含水损伤变量D(w),计算得到各蠕变参数指数型含水损伤演化方程,进而建立了考虑含水损伤的非线性蠕变模型,可充分反映不同含水状态对炭质板岩的蠕变损伤特性.建立数值模型,计算不同含水状态隧道围岩时效变形规律,结果显示初期支护体系于168 h左右闭合能有效限制围岩蠕变变形发展,二衬宜于初期支护闭合后360 h左右施作.

关键词：隧道、炭质板岩、非线性蠕变模型、含水损伤、围岩稳定性

所属期刊栏目：34

分类号：TU454(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目41172243;长江学者和创新团队发展计划资助项目IRT1045

在线出版日期：2012-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1-9