人工冻土蠕变非定常开尔文模型

为了更好地描述人工冻土的蠕变特性,将广义开尔文模型中的经典Newton黏壶中的黏滞系数定义为与时间有关的非定常参数,通过推算得到非定常开尔文模型,用粒子群优化算法识别模型中的参数。非定常开尔文模型能模拟不同应力下的蠕变试验数据,效果都很好,充分说明了该模型的合理性。目前采用非定常开尔文模型来研究人工冻土的蠕变规律的很少,此方法的提出为人工冻土领域的计算开辟了新思路。     

阜阳刘庄矿东风井人工冻土蠕变实验研究

为了详细研究淮南矿区冻土的物理力学性能,为冻结法施工提供设计参数,以刘庄煤矿东风井典型粘土层为研究对象,在冻结冻土力学性能室内进行了人工冻结的蠕变试验。根据冻土单轴蠕变实验数据,分析总结出冻土在单轴应力条件下的应力、应变、温度和时间相互作用的关系,从而得到蠕变本构方程和蠕变规律,该规律对淮南矿区井筒冻结设计和施工具有重要的借鉴意义。     

人工冻土蠕变的数值计算及其模拟

根据人工冻土蠕变特征和本构方程，引入经典弹塑性力学理论，将空间域和时间域进行离散化，提出了以时间增量法为基础的人工冻土有限元数值模拟计算公式应用ANSYS有限元程序分析了一个实例．并将数值模拟结果、解析解和现场实测数据进行对比分析，结果表明运用数值模拟方法可以模拟冻土的蠕变计算，揭示冻结壁变形规律，且具有一定的计算精度，从而为今后人工冻土蠕变计算提供了一种实用方法．     

青藏铁路多年冻土路基热—力稳定性数值仿真分析

结合冻土流变学、冻土物理学、冻土力学和传热学等相关学科的基本理论,并考虑水分场与温度场的耦合作用及温度对冻土路基力学特征的影响;同时引入冻土野外试验蠕变方程,进而建立了冻土路基的水、热、力(蠕变)分析数学模型,并编制了相应的有限元计算程序。随后,以青藏铁路某试验段路基为例,对多年冻土区路基的热—力稳定性问题进行了系统研究,并通过与现场实测数据对比发现,所建立的冻土路基热—力理论模型正确合理,较好地分析预测了青藏铁路多年冻土路基的长期稳定性。     

蠕变内应力的测试与工程应用

对蠕变内应力的测试方法进行研究。采用ＣＳＲ法在材料试验机上实现了蠕变内应力测试，并将试验结果用于工程应用。在正常工况下，Ｆ－３０１加热炉炉管不会发生蠕变破坏。     

冻结重塑黏土分数阶蠕变本构模型分析

人工冻土的蠕变特性受温度场、水分场、应力场的相互影响,而传统的岩土本构模型未能考虑温度、含水率等因素。为了表达冻土介于理想固体和理想流体之间的某种“勾兑效应”,基于岩土的经验模型,将分数阶导数理论引入其中,建立受水、热、力三场耦合影响的人工冻土分数阶蠕变模型。将西安某煤矿黏土重塑并进行不同温度、含水率的单轴抗压和单轴蠕变试验,得到温度和含水率对冻结重塑黏土强度特性和蠕变特性的影响规律。分析冻结重塑黏土在不同负温、含水率及两种应力等级下的蠕变曲线,得到lg t-lg ε曲线的线性关系,进而得出冻结重塑黏土分数阶蠕变模型相关参数与温度、含水率的函数关系。对比分数阶冻土蠕变模型试验值与计算值,发现该模型能够很好地反映冻土在不同应力等级下其蠕变随温度和含水率的变化规律,对指导寒区冻土工程设计与施工具有重要意义。     

冻结砂土改进开尔文蠕变模型分析

对砂土采用分级加载的方式在不同温度下进行单轴蠕变试验,分析试验结果发现蠕变变形值随加载应力的增加而增大,随温度的降低而减小。根据应变-时间曲线变化特征,采用开尔文模型来描述冻结砂土蠕变的衰减阶段和稳定阶段,构建一种能反映冻结砂土整个蠕变过程的改进开尔文蠕变模型。采用最小二乘法对模型参数进行优化识别,并对优化参数与温度进行回归分析,得到考虑温度的冻土蠕变模型。发现使用参数优化识别考虑温度效应的改进开尔文蠕变模型相较传统开尔文模型能更好地描述冻结砂土蠕变规律。     

冻结黏土力学性能多参数试验研究

为获得冻结黏土力学性能的相关参数及其变化规律,从皖北某矿获取三个层位的原状土样,通过冻胀试验、单轴抗压强度试验、抗剪强度试验和蠕变试验,获得了冻结黏土的弹性模量、泊松比、内摩擦角和黏聚力等物理参数及变化规律.试验结果表明:冻土的冻胀规律可用指数函数来描述,冻胀率、冻胀力都在经历最初的快速发展后,最终趋于稳定;在-15～-5℃范围内,各土层冻土的弹性模量、单轴抗压强度、黏聚力均随温度降低而增大,而泊松比随温度降低而减小;在应力水平较低条件下,冻土蠕变基本上属于稳定性蠕变;当应力水平较高时,试验结果属于非稳定性蠕变.     

基于CSR法的蠕变内应力测试与应用

采用CSR法对蠕变内应力的测试进行了研究，并在材料试验机上实现了CSR法的蠕变内应力测试。提出了将蠕变内应力应用于工程实际的数学模型，并进行了实际应用。结果表明，用CSR法测定高温构件的蠕变内应力是可行的，将蠕变内应力用于高温构件的剩余寿命预测是有效的，并可克服一般外推方法的不足。     

基于三轴蠕变试验砂岩非线性蠕变模型研究

针对观音堂煤矿2506工作面顶板坚硬砂岩三轴蠕变试验结果,引入能反映蠕变加速阶段的多项式元件,通过其与鲍埃丁模型串联,建立了新的坚硬砂岩非线性黏弹塑性蠕变模型,它能用统一数学表达式描述轴向、横向蠕变全过程。利用砂岩15 MPa围压下轴向分级加载蠕变试验数据,对建立的蠕变模型进行参数反演,获得了该模型蠕变参数。通过对砂岩三轴蠕变试验曲线拟合,验证了本文提出非线性蠕变模型的正确性及合理性。     

纺织材料非线性蠕变特性的研究

通过单向蠕变及恢复试验对纺织材料的蠕变特性进行了研究，在以往研究的基础上，给出了用以描述蠕变特征的非线性蠕变方程首次提出了马蠕变－恢复过程分为急弹性，急塑性、弹性及粘塑性变形四项内容，通过理论分析得到了求蠕变方程各参数的方法和步骤，并选定机织物和非织造的进行了验证。     

蠕变对冻土塑性屈服应力的影响研究

作为冻土的一个重要力学参数,塑性屈服应力受诸多因素制约,如冻土温度、含水率和受力状态等。为探究蠕变对冻土塑性屈服应力的影响,引入融土的一维蠕变模型量化研究冻土蠕变对其塑性屈服应力的影响,以青藏铁路沿线具有代表性的黏土作为研究对象,进行了不同时长的蠕变试验和K0逐级加载试验。试验结果表明,针对融土提出的一维蠕变模型在描述冻土蠕变-卸载-加载过程中有很好的适用性。通过试验对比分析和计算结果得知,塑性屈服应力是初始塑性屈服应力、压缩系数和回弹系数的函数,且其对数与蠕变应变(时间)呈线性关系,这一量化关系能够较好地描述冻土塑性屈服应力与蠕变应变(时间)的发展规律。     

冻结压力粘弹性求解模型

求得考虑冻土蠕变和冻胀的冻结压力弹性解,利用弹性粘弹性原理,导出冻结压力在拉氏象空间中的解,采用数值逆变换方法,建立冻结压力求解的粘弹性数学模型.     

蠕变模型对约束钢梁抗火性能分析的影响

钢材在高温和荷载作用下产生明显蠕变变形,影响火灾中结构的变形和受力性能。现有的蠕变模型较多,但没有一个广泛适用的蠕变模型。不同的蠕变模型对钢结构抗火分析结果有很大影响。为了量化蠕变模型对约束钢梁抗火性能分析的影响,对5种常用的蠕变模型进行了对比分析。采用编写的约束钢梁计算程序,分别计算5种蠕变模型下约束钢梁的抗火性能并与试验数据进行对比。结果表明,采用Norton蠕变模型的计算结果与试验数据吻合最好。最后对影响约束钢梁抗火性能参数进行了研究,研究发现,Harmathy蠕变模型对约束梁抗火性能分析结果影响最大;不同蠕变模型对不同荷载比、约束刚度下的约束钢梁抗火性能影响程度均不同。     

蠕变参数劣化的时效性及变参数蠕变模型

为研究深部岩石在复杂条件下的蠕变特性,采用MTS812.02试验机对岩石进行三轴蠕变试验.在分析蠕变曲线特征的基础上,结合岩石流变力学和损伤理论,将黏弹塑性损伤元件引入蠕变模型,提出确定蠕变参数的方法,实现对岩石蠕变曲线全过程的描述.结果表明:黏弹塑性损伤元件为描述岩石蠕变曲线全过程提供了一个新思路;改进的模型可考虑过...     

天津海积软土蠕变特性试验研究

通过不排水三轴蠕变试验,对天津海积软土的蠕变特性进行了研究,得出了天津海积软土蠕变特性方程．用灰色系统理论建立了蠕变沉降预测模型GM（1,1）,并利用试验实测数据进行了计算,结果表明：该预测模型具有较好的精度,对指导实际工程进行蠕变沉降预测有积极意义．     

煤岩蠕变特性试验研究

利用自行研制的压缩蠕变试验装置,对煤样进行了蠕变试验研究,根据试验结果,将蠕变强度与瞬时强度进行了比较,拟合得出了蠕变曲线经验公式,认为蠕变试验曲线接近对数规律,建立了蠕变理论模型,并求出了相应的参数.     

煤岩蠕变特性试验研究

利用自行研制的压缩蠕变试验装置,对煤样进行了蠕变试验研究,根据试验结果,将蠕变强度与瞬时强度进行了比较,拟合得出了蠕变曲线经验公式,认为蠕变试验曲线接近对数规律,建立了蠕变理论模型,并求出了相应的参数.     

节理岩体蠕变特性试验研究

某矿地处高应力区,岩体破碎、节理裂隙发育,且具有显著流变性,开挖与维护难度极大,给正常生产和工程安全带来巨大挑战,因此,岩体蠕变规律研究成为一项重要的基础工作,为此,根据试验要求及实际取样情况,对该区节理岩体的蠕变特性进行了试验研究.在对试验数据深入分析和对比研究的基础上,选取Burgers 模型来描述岩体的蠕变特性,并编制了Burgers蠕变模型试验数据处理程序,对蠕变模型参数进行了拟合和加权平均取值.试验结果表明,Burgers蠕变模型能较好的描述岩体的蠕变特性.     

魏家沟滑坡滑带土非饱和蠕变特性试验研究

滑带是滑坡的一个重要结构要素,滑带土则是滑坡滑动过程中形成的特殊岩土体,其蠕变特性是滑坡动态演化过程的直接反映.降雨是滑坡失稳的重要诱因,在降雨入渗的条件下会导致滑带土常年处于非饱和状态,研究降雨条件下的滑坡滑带土非饱和蠕变特性具有很重要的意义.以栾川魏家沟滑坡滑带土为研究对象,开展了一系列非饱和土蠕变试验.采用陈氏加载法,得到了相同净围压、不同基质吸力、不同应力水平下的蠕变试验曲线.采用Boltzmann叠加原理对数据进行处理,分析滑带土非饱和蠕变特性,发现同一偏应力水平下,蠕变变形及变形速率均随着偏应力的增大而增大,且随着基质吸力的减小而增大;建立了一种包含基质吸力的Singh-Mitchell蠕变模型,即剪应力-应变关系采用指数函数表示,应变-时间关系采用幂函数表示.