金属矿山 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (6): 63-71.
王 洋1 荣传新1 王镇森1 李延喆1 安刚建2
WANG Yang 1 RONG Chuanxin 1 WANG Zhensen 1 LI Yanzhe 1 AN Gangjian 2
摘要: 为了解决高地应力条件下隧道开挖围岩蠕变的非线性特性问题,以变质砂岩为研究对象,针对加轴压 分级卸围压和加轴压恒围压 2 种不同加载方式进行三轴蠕变试验,研究变质砂岩的蠕变性质。 结果表明,变质砂岩的 蠕变行为表现出明显的非线性特征,传统的线性模型难以准确描述其变形规律,尤其是在加速蠕变阶段。 为此,假设 黏性系数随时间的变化符合幂函数规律,提出了一种改进的分数阶非线性黏性模型;基于 Kachanvo 损伤变量理论,引 入损伤因子,提出了改进的非线性损伤黏弹塑性体,建立了非线性损伤蠕变模型。 该模型是由改进的 Maxwell 模型以 及改进的非线性损伤黏弹塑性体依次串联而成,在稳定蠕变阶段有 4 个参数,在不稳定蠕变阶段有 7 个参数。 经过与 试验数据对比,所建立的非线性蠕变损伤模型与试验曲线的拟合度普遍较高,特别是在加速蠕变阶段,模型的预测效 果显著优于传统模型。 研究成果为高地应力条件下隧道围岩的稳定性分析和工程设计提供了理论依据,具有广泛的 应用前景。
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