深埋大变形隧道炭质板岩蠕变特性试验

摘要：

针对深埋隧道中厚层炭质板岩蠕变特性,进行三轴压缩强度试验与三轴蠕变试验,建立能反映时间损伤的炭质板岩蠕变模型,进而为后续的深埋隧道时空效应分析提供蠕变模型与参数.结果表明,炭质板岩峰值强度较高,峰后出现应变软化,破坏时出现明显剪切破裂面.蠕变试验显示,随着加载应力水平提高,轴向与侧向均出现衰减蠕变、稳态蠕变及加速蠕变,侧向与轴向应变之间的关系由近似线性增加趋于破坏应力水平时的非线性增加.轴向蠕变存在起始应力阈值,约为同围压下瞬时抗压强度的60％,侧向蠕变起始应力阈值约为轴向的50％,侧向加速蠕变比轴向加速蠕变发生略早.在Burgers模型中引入反映力学参数随时间损伤劣化的损伤因子,建立了变参数Burgers蠕变损伤模型,损伤蠕变模型对试验数据的拟合效果优于定常Burgers模型.将变参数Burgers蠕变损伤模型串联一个由非线性黏壶与塑性元件并联而成的非线性粘塑性体,建立了非线性粘弹塑性蠕变损伤模型,该模型较好的描述了炭质板岩的加速蠕变,可用于后续的隧道大变形时空效应分析.

关键词：隧道工程、深埋隧道、Burgers损伤蠕变、炭质板岩、蠕变特性、非线性黏弹塑性蠕变模型

所属期刊栏目：29

分类号：U451+.1;U456.1(隧道工程)

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

在线出版日期：2015-03-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：95-102