基于改进西原模型的不同含水率砂岩蠕变实验及理论研究

摘要：

为研究深部巷道围岩在地下水作用下的长时强度变化对围岩稳定性的影响,以万福煤矿深部巷道围岩为主要研究对象,对不同含水率状态下的砂岩样品进行单轴压缩实验及单轴蠕变实验.发现含水率对岩石强度及蠕变长时强度存在明显的软化效应;根据等时蠕变曲线黏弹性应变规律,提出黏性模量(E)v,获得其与弹性模量均随含水率的增加呈非线性软化的规律;此外,基于一种新的能够描述加速蠕变行为的黏壶元件,结合实验结果运用损伤理论提出改进的西原模型.运用该模型对蠕变实验结果进行参数辨识并与实验曲线进行对比分析,获得较好的结果,表明此模型能够较好地描述蠕变各阶段的力学行为;同时发现损伤蠕变模型参数E'0,E'1,η'1在相同应力条件下差距不大,且各参数受蠕变应力σ影响存在一定规律,E'0与σ成线性关系,E'1,η'1与σ成负指数关系.因此可以根据现场含水率及不同应力水平对岩石所处蠕变状态进行合理分析,结合新的蠕变长时强度判别方法,对巷道长期稳定使用及巷道蠕变破坏的提前预报提供依据,具有重要的现实意义.

关键词：岩石力学;岩石蠕变;吸水损伤;加速蠕变;西原模型

所属期刊栏目：40

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2021-12-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2411-2420