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原文传递基于横观各向同性岩体三维蠕变模型的参数辨识方法

专利名称：	基于横观各向同性岩体三维蠕变模型的参数辨识方法
摘要：	本发明公开了一种基于横观各向同性岩体三维蠕变模型的参数辨识方法，旨在解决现有技术中存在的岩石材料的各向异性蠕变本构模型难以全面反映出横观各向同性岩体的蠕变力学特性的技术问题。本发明首次提出了横观各向同性岩体三维模型蠕变参数的辨识方法，可实现采用一套蠕变参数同时表现出横观各向同性岩体不同层理方向蠕变特征的目的，应用范围广泛。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	华北水利水电大学
发明人：	李列列;管俊峰;姚贤华;何双华;高勇伟;高新亮;张玉龙
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910338061.1
公开号：	CN110174307A
代理机构：	河南科技通律师事务所
代理人：	樊羿;张晓辉
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	450045 河南省郑州市金水区北环路36号
主权项：	1.一种基于横观各向同性岩体三维蠕变模型的参数辨识方法，包括以下步骤：（1）将岩石试样制成层理水平岩样和层理垂直岩样，进行横观各向同性岩体的三轴或单轴压缩蠕变试验；（2）采用陈氏加载法进行处理步骤（1）的试验结果，得层理水平岩样和层理垂直岩样的分级蠕变试验曲线；（3）三维空间中，设xoy为层理面所在平面，采用以下层状岩体的三维蠕变本构方程，进行相应应变计算： ——式（I）； ——式（II）； ——式（III）； ——式（IV）； ——式（V）； ——式（VI）；式（I）至式（VI）中：εx为x方向的正应变；εy为y方向的正应变；εz为z方向的正应变；γyz为yoz平面的剪应变；γxz为xoz平面的剪应变；γxy为xoy平面的剪应变；μhh、μhv分别为平行和垂直层理方向的泊松比；Εh M、ηh M、Εh K、ηh K，及对应的n1、n2、n3、n4分别为垂直层理面方向的独立拉压蠕变参数；t为时间；σx为方向的正应力，σy为方向的正应力，σz为方向的正应力；（4）对于层理水平岩样，xoy平面为各向同性平面，则σx=σy=σ3，σz=σ1，εz=ε0轴，其应变采用式（III）计算，式（III）变换为式（VII）： ——式（VII）；对于层理垂直岩样，σx=σy=σ3，σx=σ1，εx=ε90轴，其应变采用式（I）计算，式（I）变换写为式（VIII）： ——式（VIII）；式中，σ1为轴向大主应力；σ3为环向小主应力；（5）基于式（VII），结合层理水平岩样的蠕变试验曲线，通过Levenberg-Marquardt非线性最小二乘法进行拟合得到参数组合Εh Mn1、ηh Mn2、Εh Kn3和ηh Kn4；（6）若层理水平岩样和垂直岩样采用相同的应力水平进行蠕变试验，则将所述Εh Mn1、ηh Mn2、Εh Kn3和ηh Kn4代入式（VIII）中；根据层理垂直岩样的蠕变试验曲线结果，拟合得到Εh M、ηh M、Εh K和ηh K；（7）将所述Εh Mn1、ηh Mn2、Εh Kn3、ηh Kn4和所述Εh M、ηh M、Εh K、ηh K的计算结果相除，得出n1、n2、n3和n4，得横观各向同性岩体的拉压蠕变参数。 2.依据权利要求1所述的参数辨识方法，其特征在于，在所述步骤（6）中，若层理水平岩样和垂直岩样采用不同的应力水平进行蠕变试验，需根据层理水平岩样的试验结果，通过回归分析似计算得到层理垂直岩样应力水平对应的Εh Mn1、ηh Mn2、Εh Kn3和ηh Kn4。 3.依据权利要求2所述的参数辨识方法，其特征在于，所述回归分析中回归曲线采用非线性和/或非多项式方程。 4.依据权利要求2所述的参数辨识方法，其特征在于，所述回归分析中回归曲线采用非线性方程。 5.依据权利要求4所述的参数辨识方法，其特征在于，所述非线性方程为指数方程、幂函数方程、对数方程中的任一种。
所属类别：	发明专利