長大深埋隧洞圍巖非定常剪切蠕變模型初探.pdf

1、巖石流變力學(xué)特性作為巖石重要的力學(xué)特性之一，與巖土工程長期穩(wěn)定性緊密相關(guān)。工程實踐與研究表明，巖體的失穩(wěn)破壞與時間密切相關(guān)。錦屏二級水電站利用雅礱江150km大河彎的巨大天然落差裁彎取直，開挖隧洞引水發(fā)電，隧洞具有洞線長、洞徑大、埋深極大的特點。此外，隧洞處于高地應(yīng)力與高外水壓力區(qū)。隧洞開挖區(qū)巖石的流變特性直接影響著錦屏二級水電站的長期穩(wěn)定性，因此，對開挖區(qū)域內(nèi)的巖石進行直接剪切流變實驗研究，對深入了解巖石的流變特性與工程的長期穩(wěn)定性具

2、有重要的積極作用。 國內(nèi)外的巖石力學(xué)工作者對巖石流變力學(xué)特性作了大量研究，建立了很多流變模型。但是，這些研究成果大多沒有考慮模型流變參數(shù)的時間相關(guān)性。Burgers模型是一種四元件模型，它具有瞬時彈性應(yīng)變，可以反映巖石蠕變初期蠕變和穩(wěn)定蠕變階段的蠕變特性。本文在Burgers元件模型的基礎(chǔ)上通過對大理巖、板巖直接剪切蠕變實驗數(shù)據(jù)進行定常參數(shù)擬合分析與非定常參數(shù)擬合分析，得出了以下結(jié)論： 1．定常參數(shù)擬合對于不發(fā)生加速蠕變

3、的試樣可以取得較好的擬合效果，但是擬合誤差較大，特別是在穩(wěn)定蠕變階段蠕變速率很小的情況下。因此，為了減小擬合誤差，提高擬合精度，有考慮參數(shù)的時間相關(guān)性的必要性，并將G<,k>確定為非定常參數(shù)。 2．提出非定常參數(shù)G<,k>的具體表達式，建立非定常蠕變方程，對剪切蠕變試驗數(shù)據(jù)進行非定常參數(shù)擬合分析。擬合分析結(jié)果表明，參數(shù)G<,M>接近于以加載瞬間產(chǎn)生的瞬時應(yīng)變計算得到的理論值。 3．非定常參數(shù)擬合可以較大程度的提高擬合的精