考虑弹性模量退化的砂岩非定常蠕变模型

针对传统西原模型不能描述岩石加速蠕变特性的问题，根据辽宁阜新海棠山隧道出现的围岩流变现象，通过现场取样，采用MTS-812.02岩石试验加载系统对砂岩进行不同围压和不同应力水平下的三轴蠕变试验，分析其蠕变特性。在传统西原模型的基础上，考虑了岩石进入加速蠕变阶段的判别条件，串联一个加速蠕变触发的元件，通过损伤定义流变参数的非定常性，建立了一个以屈服强度和长期强度为判别条件新型非定常蠕变模型，并将一维推广至三维；结合砂岩蠕变试验结果，对砂岩流变试验全过程曲线进行模型参数拟合，结果表明：建立的新型砂岩非定常蠕变模型与试验结果具有较高的拟合度，该模型克服了传统西原模型难以描述加速蠕变阶段的缺陷，不仅能够反映出砂岩瞬时应变、稳定蠕变和亚稳定蠕变阶段的流变特性，还能很好地描述了砂岩加速蠕变阶段的流变特性。最后，通过对砂岩流变参数的反演，得到了砂岩的损伤演化方程，结合现场围岩应变监测数据对模型参数进行拟合，很好地反映了流变参数损伤劣化规律。研究成果为研究岩体流变的非线性问题和确保工程安全提供了新思路。