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金属矿山 ›› 2024, Vol. 53 ›› Issue (11): 62-.

• 采矿工程 • 上一篇    下一篇

周期扰动作用下软弱夹层剪切蠕变特性研究

杨启帆1,2 胡 斌1,2 王泽祺1,2 崔 凯1,2 王宏芮1,2 崔喜兴1,2   

  1. 1. 武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北 武汉 430081; 2. 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北 武汉 430081
  • 出版日期:2024-11-15 发布日期:2024-12-18

  • Online:2024-11-15 Published:2024-12-18

摘要: 动力扰动效应影响下的岩石蠕变特性研究,一直是岩土、采矿等领域关注的热点和难点问题,严重影响 了边坡和地下岩土工程的安全稳定性。为研究周期扰动效应影响下软弱夹层(炭质泥页岩)的剪切蠕变特性,开展了 不同扰动周期下软弱夹层分级加载剪切蠕变试验,得到周期扰动效应对软弱夹层剪切蠕变特性的影响规律。基于改 进的开尔文体和黏塑性体(考虑损伤变量D 和加速蠕变阈值τs),引入扰动突增变形元件,构建了一种周期扰动效应 影响下软弱夹层的新型剪切蠕变模型。研究结果表明:① 随着扰动周期延长,软弱夹层的分级剪切蠕变应变值和累 积剪切蠕变应变值均随之逐渐增大,蠕变总时长呈明显减小趋势,延性破坏特征增强;② 随着扰动周期增加,软弱夹 层的减速蠕变时间变长,稳态蠕变速率出现波动且波动程度不断加大;软弱夹层达到或超过破坏级剪应力后,其蠕变 速率先减小,其后逐步趋向于零;③ 基于软弱夹层剪切蠕变特性,利用Levenberg-Marquardt 优化算法确定了模型参数 并验证了所建蠕变模型的可靠性。

关键词: 周期扰动 软弱夹层 蠕变特性 本构模型