基于分数阶导数的冻土蠕变本构模型

摘要：

冻土的蠕变特性与所受应力水平及蠕变应变有关,在高应力水平下会表现出加速蠕变特性.本文在分数阶的非线性黏壶基础上提出了可以描述加速蠕变特性的应力-应变双控元件.传统Nishihara模型难以描述加速蠕变,通过将Nishihara模型中的黏弹性体替换为分数阶的Abel黏壶,将黏塑性体替换为提出的应力-应变双控元件,得到了冻土的一维蠕变本构模型,并将其推广到三维应力状态.提出的模型对冻土的单轴和三轴蠕变试验数据进行了预测分析,和传统Nishihara模型相比,该模型只增加了一个参数,不仅能够反映冻土在低应力水平下冻土衰减蠕变和稳定蠕变特性,而且还可以较好地反映冻土在高应力水平下加速蠕变规律.说明了该模型对于描述冻土在不同应力条件下不同蠕变状态的适用性.

关键词：冻土、加速蠕变、分数阶导数、Nishihara模型、应力-应变双控元件

所属期刊栏目：14

分类号：TU443(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金51409072;黑龙江省自然科学基金LC2013C16;中国博士后科学基金2013M541391

在线出版日期：2018-04-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：19-25