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炭质板岩冻融后蠕变特性试验及损伤模型研究
| 题名： | 炭质板岩冻融后蠕变特性试验及损伤模型研究 |
| 作者： | 刘国民 1 黄梅 1 陈华 2 姬云平 3 |
| 作者单位： | 1. 四川省长大公路隧道(群)运营安全工程实验室2. 四川省交通勘察设计研究院有限公司3. 中铁第一勘察设计院集团有限公司 |
| 关键词： | 隧道工程;蠕变特性;损伤模型;炭质板岩;冻融;损伤变量; |
| 摘要： | 为了揭示炭质板岩冻融后蠕变力学，以汶川-马尔康高速公路卓克基隧道炭质板岩为研究对象。开展了不同冻融循环次数下的三轴压缩蠕变试验。假设岩石受荷载作用下的时效损伤服从Weibull概率密度分布，由此定义受荷损伤变量，依据唯象损伤力学理论定义冻融损伤变量，考虑冻融与应力的耦合效应，构建冻融、受荷总损伤变量。基于炭质板岩蠕变行为表现，确定H-H|N-N|S蠕变模型结构，基于此进行了损伤演化，得到一个新的可反映冻融与应力耦合的蠕变损伤模型，拓展为三维应力状态。给出模型参数求解方法，并分析了损伤演化规律，采用所建模型识别炭质板岩蠕变数据，引入一个传统模型进行了对比，分析模拟对比曲线，验证新模型的可行性和合理性。结果表明：炭质板岩的蠕变试验曲线呈“台阶形”,轴向应变随着时间增长而递增；随着冻融作用的增强，长期强度随之递减，冻融循环作用可能会降低岩石蠕变破坏的难度；新模型对炭质板岩蠕变行为的模拟效果较好，平均R2达0.987 8,证明了新模型描述炭质板岩冻融后蠕变特性的可行性。冻融作用的加强，使得炭质板岩内部结构的损伤发展更快，对岩石蠕变破坏起一定促进作用。 |
| 期刊名称： | 公路交通科技 |
| 出版日期： | 202403 |
| 出版年： | 2024 |
| 期： | 9 |
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