盐岩的分数阶导数蠕变模型

盐岩蠕变特性是影响能源深部地下储存库长期运营的重要决定因素。利用基于分数阶导数定义得到的Abel粘壶以及带应变触发的Abel粘壶建立新的分数阶导数蠕变模型。通过4个月的盐岩蠕变试验,获得全过程蠕变曲线,基于盐岩蠕变试验数据,对分数阶导数蠕变模型的参数进行拟合分析,确定模型中的参数,并对建立的分数阶导数蠕变模型与西原正夫模型进行对比分析。结果表明:分数阶导数蠕变模型与试验数据吻合得更好,不仅克服了整数阶蠕变模型在初始阶段与试验数据不能很好吻合的弊端,又能反映盐岩全过程蠕变特征。

聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料轴压徐变性能研究

通过自制加载装置,研究了聚乙烯醇纤维(PVA)增强水泥基复合材料在轴向压应力作用下的徐变性能。研究参数包括水胶比和纤维掺量。研究结果表明:纤维掺入会降低水泥基复合材料抵抗徐变的能力,相对于未掺纤维的水泥基复合材料,纤维掺量为1%时其120 d徐变增加了19.4%;适当的水胶比有利于胶凝材料充分反应,增加对PVA水泥基复合材料对徐变的抑制作用,当水胶比超过0.3时PVA水泥基复合材料的力学性能会出现一定程度的降低,且120 d徐变会呈现快速增加。基于分数阶导数理论,采用Abel粘壶替代标准线性固体模型中的牛顿粘壶,推导出用于描述水泥基复合材料的徐变模型,并利用该徐变模型对试验数据进行分析。结果表明,含Abel粘壶的徐变模型与试验数据吻合良好且稳定性较高。

硅橡胶基磁流变弹性体动态力学性能试验与本构建模

建立了一种形式简单但物理意义明确的参数化本构模型,并利用该模型推导出了磁流变弹性体的动态力学模量表达式。同时,考虑到当磁流变弹性体在进行剪切力学性能测试或应用到减振装置中时,均会受到一定的压应力,故对基于耦合场的颗粒链模型进行了改进。为了验证整体模型的正确性,制备了5组不同体积分数的硅橡胶基磁流变弹性体样品,利用MCR51流变仪对该样品进行了频率与磁场扫描下的动态力学性能测试。结果表明,建立的模型与实验数据吻合较好,即说明该模型能较好地描述磁流变弹性体的动态模量与频率及磁场的变化关系。

基于Weibull分布的盐岩分数阶蠕变本构模型研究

采用流变程控仪对湖北江汉油田盐岩试样进行了三轴蠕变实验.基于Weibull随机分布获得岩石损伤变量随加载时间的变化形式,构建了变黏性系数Abel粘壶本构关系.基于分数阶微分理论,采用将变黏性系数Abel粘壶替代西原正夫模型中Newton粘壶的方法,建立了盐岩蠕变损伤本构模型,并采用最小二乘法拟合获得了该本构模型中的参数.通过拟合曲线对比发现,论文提出的盐岩分数阶蠕变本构模型在描述盐岩的蠕变全过程,尤其是加速蠕变过程中具有较明显的优势,并且验证了西元正夫模型为论文所提出的本构模型的一个特例.