不同围压和层理下板岩三轴蠕变试验及损伤模型研究

为了研究围压和层理对板岩三轴蠕变特性的影响,制备了最大主应力方向与层理夹角为 0°和 90°的 2 组岩样( 0°为平行组; 90°为垂直组) ,分别进行 5 MPa、10 MPa、15 MPa 围压下的三轴蠕变试验。结果显示: 板岩在三轴应力条件下的蠕变具有瞬时弹性阶段、稳定蠕变阶段、加速蠕变阶段这三个阶段特征; 在同一围压下,垂直组试样加载级数大于平行组岩样加载级数; 垂直组试样的瞬时弹性应变高于平行组试样; 垂直组试样的累计蠕变应变均低于平行组试样。计算长期强度与峰值强度的比值得到垂直组试样的强度损伤低于平行组试样; 围压越高,试样蠕变变形越小,峰值强度和长期强度越高。基于 Kachanov 蠕变损伤理论,考虑层理角度的损伤,引进一个弹塑性损伤元件,建立了描述不同层理角度板岩蠕变过程的改进西原模型,用该模型对试验数据进行拟合,结果表明: 模型能够较好地反映蠕变三阶段; 垂直组试样的弹性模量、黏滞系数比平行组试样相对较大,蠕变参数基本随着围压的增大而增大,体现了围压效应,这与试验结果相吻合。     

Creep fracture modeling by use of continuum damage variable based on Voronoi simulation of grain boundary cavity

A new approach to creep cavitation damage is developed by combining the basic features of continuum damage mechanics and mechanism-based cavitation models. Based on a polycrystal microstructures simulated by Voronoi tessellation, an anisotropic continuum damage variable is defined, and its evolution is given by applying the mechanism-based equations of cavity nucleation and growth to each grain boundary. Macroscopic creep deformation coupled with the damage variable is calculated by damage mechanics equations. The proposed method has been applied to investigate the damage evolution under uniaxial tension and reversed shear loading conditions.     

PBX材料的蠕变损伤本构关系

依据分子链变形和滑动观点分析了ＰＢＸ材料的蠕变机理,指出聚合物蠕变是颗粒高度填充聚合物基合材料蠕变的主要根源。用一维粘弹性蠕变损伤模型对Ｊｏｈｎｓｏｎ的实验数据作进一步分析,讨论了ＰＢＸ造型粉粒度等因素对ＰＢＸ聚合物基复合材料蠕变损伤的影响,并指出ＰＢＸ材料的蠕变损伤存在某种随机性。     

考虑损伤的蠕变问题的变形场与损伤场

本文研究了考虑损伤的蠕变介质的变形场与损伤场的解。求得了下列三个问题的新解:(1)考虑损伤的指数律蠕变材料在小损伤条件下的变形场与损伤场;(2)幂律蠕变材料在大损伤条件下的裂纹尖端场;(3)全耦合蠕变损伤的圆柱扭转问题的变形场与损伤场,这三个新解均可用解析的形式表达。