基于分数阶导数的岩石蠕变本构模型研究

摘要：

针对组合元件模型无法描述岩石非线性蠕变加速阶段的劣势问题,将基于分数阶理论的软体元件和弹簧元件与一个由摩擦件及牛顿黏壶并联组成的非线性黏塑性组合体串联,组成一个能较好描述岩石蠕变全过程基于分数阶导数的四元件蠕变模型.分析岩石蠕变3个过程特点,推导出四元件模型的表达式.结合锦屏水电站绿片岩、万州红层砂岩和长山盐岩的蠕变试验数据,对该分数阶模型进行拟合,发现调整分数阶模型中的分数阶数可以更好模拟岩石等速蠕变阶段的非线性渐变过程,同时该分数阶模型也能体现加速蠕变阶段岩石应变随时间发展呈现指数函数增长的特点.通过对比,认为该分数阶模型能很好模拟岩石蠕变的全过程,且模型组合简单、参数少,具有良好的实际应用价值.

关键词：分数阶导数;岩石蠕变;加速阶段;非线性;本构模型

所属期刊栏目：40

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金51609081

在线出版日期：2022-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：163-168