基于Kachanov损伤理论的岩石蠕变模型研究

一般而言,岩石的蠕变全过程可以分为几个阶段,即初始的衰减蠕变阶段,到中间的稳定蠕变阶段,再到最后的加速蠕变阶段,直至岩样破坏.以往的大多数基于元件组合的模型只能有效的模拟前两个阶段,不能很好的模拟加速蠕变阶段.本文在Burgers元件模型的理论基础上,引进损伤体理论模拟加速蠕变阶段,与Burgers元件模型串联组合构建出能够有效模拟岩石全过程蠕变特征的组合模型,推导出蠕变本构方程.最后,将理论推导的蠕变本构方程用试验曲线拟合确定模型参数,并将理论曲线与试验曲线对比分析,表明所构建蠕变模型的合理性与可行性.

基于改进Kelvin模型的三维蠕变损伤模型研究

岩石在长时间的蠕变发展中,会呈现出不同的阶段性特性,开始表现为衰减蠕变,蠕变速率逐渐减小,紧接着保持稳定的蠕变速率呈现稳定蠕变发展,最后外界应力超过屈服应力导致加速蠕变.常用的元件模型只能有效地模拟衰减和稳定蠕变阶段,加速蠕变特性则需要引进非线性特性的元件模型或是损伤理论,本文引进损伤理论和损伤元件,与常用元件组合模型串联组合,即可模拟出全过程的岩石蠕变特性,通过引进弹塑性损伤元件和Kelvin元件模型,建立了三维改进的Kelvin蠕变损伤模型,并推导了三轴压缩下岩石的轴向应变方程,用砂岩蠕变试验数据拟合出模型参数.建立的模型参数较少,易于确定,而且推导的三维模型更能真实的反应岩石在自然界中的应力状态.