軟巖蠕變損傷本構(gòu)模型及其參數(shù)智能辨識(shí).pdf

1、軟巖作為一種工程材料，其物質(zhì)組成成分及賦存環(huán)境使其具有顯著的流變性和明顯的時(shí)效性，其穩(wěn)定性非常差。軟巖流變特性或者時(shí)效特征是其固有的力學(xué)屬性，對(duì)巖體工程的穩(wěn)定性有著重要理論意義與實(shí)用價(jià)值。目前，在軟巖流變特性的研究方面，流變本構(gòu)關(guān)系大多數(shù)是線性、定常、或者定常非線性的。但是，從試驗(yàn)及工程應(yīng)用方面而言，巖體中的應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)及其關(guān)系并不是恒定和單一的，其隨時(shí)間增長(zhǎng)而發(fā)生變化，即流變是非線性的。巖石的粘滯系數(shù)及變形模量等流變參數(shù)與應(yīng)力水平、

2、加載作用時(shí)間等密切相關(guān)。因此，軟巖的非線性流變本構(gòu)關(guān)系的研究是巖石流變學(xué)研究的關(guān)鍵課題之一。
　　在前人的研究成果基礎(chǔ)上，本文對(duì)軟弱巖石的蠕變損傷本構(gòu)關(guān)系及其參數(shù)的辨識(shí)問(wèn)題進(jìn)行了初步性的探討。文章首先總結(jié)了前人研究巖石流變本構(gòu)模型的各種理論，分析、比較了理論模型和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膬?yōu)缺點(diǎn)。鑒于實(shí)際工程中往往很少采用復(fù)雜的軟巖蠕變模型，本文以深部軟弱巖石為研究對(duì)象，依據(jù)損傷力學(xué)理論，引入了一個(gè)同時(shí)考慮時(shí)間和應(yīng)力水平影響的損傷演化因子，在被人

3、們廣泛地用來(lái)描述軟巖流變Burgers模型的基礎(chǔ)上，對(duì)Burgers模型的參數(shù)進(jìn)行了非線性修正。對(duì)參數(shù)的修正方式分為:第一種考慮損傷的單個(gè)參數(shù)的修正，即引入損傷演化因子對(duì)粘滯系數(shù)或者彈性模量進(jìn)行修正;第二種考慮損傷的參數(shù)綜合弱化，即對(duì)本構(gòu)方程引入損傷演化因子，整體上考慮損傷對(duì)流變參數(shù)的影響。修正后的模型考慮了蠕變過(guò)程中損傷對(duì)巖石參數(shù)劣化的影響程度;并結(jié)合某深部軟巖蠕變?cè)囼?yàn)，驗(yàn)證了修正后模型可行性。算例表明修正后的損傷蠕變模型可以較好的反