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含水炭质板岩非线性蠕变损伤模型及应用
引用本文:张永兴,王更峰,周小平,熊晓晖,王桂林,黄达. 含水炭质板岩非线性蠕变损伤模型及应用[J]. 土木建筑与环境工程, 2012, 34(3): 1-9
作者姓名:张永兴  王更峰  周小平  熊晓晖  王桂林  黄达
作者单位:重庆大学 土木工程学院,重庆 400045;重庆大学 土木工程学院,重庆 400045;重庆大学 土木工程学院,重庆 400045;重庆大学 土木工程学院,重庆 400045;重庆大学 土木工程学院,重庆 400045;重庆大学 土木工程学院,重庆 400045
基金项目:国家自然科学基金资助项目(41172243);长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT1045)
摘    要:对深埋隧道炭质板岩进行高围压不同含水状态三轴蠕变试验。蠕变过程中,随着加载应力水平提高及含水量的增加,炭质板岩产生衰减、稳态及加速蠕变3阶段。将Burgers模型串联一个由非线性黏壶η(n,t)与塑性体并联而成的非线性粘塑性元件,改进后的模型可描述加速蠕变曲线。由该模型建立本构方程,拟合分析不同含水状态炭质板岩的蠕变参数,结果显示粘滞系数η〖KG0.005mm〗 M、瞬时变形模量E M、粘弹性变形模量E K、粘弹性粘滞系数η〖KG0.005mm〗 K随含水率增加呈指数形式递减,但递减规律并不相同。引入含水损伤变量D(w),计算得到各蠕变参数指数型含水损伤演化方程,进而建立了考虑含水损伤的非线性蠕变模型,可充分反映不同含水状态对炭质板岩的蠕变损伤特性。建立数值模型,计算不同含水状态隧道围岩时效变形规律,结果显示初期支护体系于168 h左右闭合能有效限制围岩蠕变变形发展,二衬宜于初期支护闭合后360 h左右施作。

关 键 词:隧道  炭质板岩  非线性蠕变模型  含水损伤  围岩稳定性

Nonlinear Creep Damage Model of Water Bearing Carbonaceous Slate and Its Application
ZHANG Yongxing,WANG Gengfeng,ZHOU Xiaoping,XIONG Xiaohui,WANG Guilin and HUANG Da. Nonlinear Creep Damage Model of Water Bearing Carbonaceous Slate and Its Application[J]. Journal of Civil,Architectrual & Environment Engineering, 2012, 34(3): 1-9
Authors:ZHANG Yongxing  WANG Gengfeng  ZHOU Xiaoping  XIONG Xiaohui  WANG Guilin  HUANG Da
Affiliation:College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, P. R. China;College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, P. R. China;College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, P. R. China;College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, P. R. China;College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, P. R. China;College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, P. R. China
Abstract:
Keywords:tunnels   carbonaceous slate   nonlinear creep model   water damage   stability of surrounding rock
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