国家自然科学基金(41302223)
- 作品数：12 被引量：159H指数：7
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- 相关机构：重庆科技学院重庆大学后勤工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金重庆市国土资源和房屋管理局科技计划项目博士后科研启动基金更多>>
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- 红砂岩单轴压缩蠕变试验及模型研究被引量：19
- 2013年
- 为了研究红砂岩蠕变特性,对红砂岩进行了单轴压缩蠕变试验。以试验结果为基础,建立了非线性黏弹塑性蠕变模型,并基于BFGS非线性优化算法对该模型参数进行了识别。结果表明,红砂岩具有明显的蠕变特征,建立的模型可以同时表征岩石瞬时加载应变、衰减蠕变、稳态蠕变以及加速蠕变等蠕变特征。最后,将非线性黏弹塑性蠕变模型进行了大型有限差分法软件FLAC3D的二次开发,并对红砂岩单轴蠕变数值模拟试验,同时将数值模拟蠕变曲线与试验蠕变曲线进行了比较分析,验证了非线性黏弹塑性蠕变模型的实用性。
- 赵宝云刘东燕郑颖人刘洪
- 关键词：红砂岩蠕变蠕变模型数值模拟
- 不同含水率条件下拜耳法赤泥强度及水力学特性被引量：4
- 2016年
- 在利用XRD、XRF、SEM等微观测试手段分析了拜耳法赤泥的化学成分、矿物组成和微观结构的基础上,通过无侧限抗压强度实验、固结排水三轴剪切实验研究了拜耳法赤泥在不同水力路径条件下其强度特性的变化规律;同时通过非饱和土瞬态水力特性循环实验系统对拜耳法赤泥的水力学特性进行了研究。研究表明:含水率的变化对拜耳法赤泥的强度特性有较大程度的影响,在脱水干燥过程中,其抗压强度和抗剪强度指标均有较大程度的增长;拜耳法赤泥具有遇水崩解现象,已干燥硬化的赤泥会遇水崩解,强度指标明显降低,且在较低应变处即发生脆性破坏;拜耳法赤泥的土-水特征曲线和渗透系数特征曲线均展现出明显的滞后效应,说明拜耳法赤泥对水有较大的敏感性,在降雨条件影响下,拜耳法赤泥堆体的稳定性有一定程度的降低。
- 刘东燕冯燕博赵宝云杨阳刘鹏
- 关键词：拜耳法赤泥微观结构强度特性水力学特性
- 含深厚海相软土层基坑开挖变形影响因素分析被引量：8
- 2017年
- 支护结构对软土基坑开挖变形具有重要影响,结合深圳某软土深基坑工程实例,通过室内三轴试验测定深圳地区典型海相沉积软土的修正剑桥模型参数,采用FLAC^(3D)有限差分软件模拟基坑开挖过程,对基坑变形的影响因素进行分析。数值模拟结果表明,在围护结构入土深度、支撑体系刚度、围护结构刚度、锚索预应力几个因素中,对围护结构水平位移影响最大的因素是支撑刚度,对坑外地表沉降影响最大的因素是锚索预应力;提高围护结构刚度能较为显著改善变形,但随着围护结构刚度的增大,这种影响逐渐减小。研究结论可用于软土基坑支护设计优化工作,对同类工程有一定的借鉴作用。
- 刘东燕邓尧黄伟胡科杨洁
- 关键词：深基坑开挖变形数值模拟
- 不同围压作用下砂岩蠕变特性及非线性黏弹塑性模型研究被引量：16
- 2017年
- 基于不同围压作用下蠕变试验,得到重庆地区砂岩蠕变规律。研究表明:Burgers模型能有效描述砂岩的瞬时弹性变形、衰减蠕变变形与等速蠕变变形,且运用最小二乘法拟合的结果表明串联Kelvin模型对其有优化作用。根据不同围压作用下加速蠕变试验曲线特征,采用黏滞系数随时间按幂函数衰减的经验模型,并串联具有修正与优化功能的Kelvin模型,得到可体现不同围压作用下加速蠕变特征的改进黏塑性模型。将该改进模型与Burgers模型串联,可构成新的黏弹塑性模型。基于试验数据,采用1stOpt软件的全局优化算法,进行模型参数识别后得到合理的结果;对比试验曲线和理论曲线,模拟效果良好,验证了新模型的适用性。
- 刘东燕谢林杰庹晓峰龙丽洁
- 关键词：岩石力学不同围压岩石蠕变参数识别
- 高围压下高孔隙水压对岩石蠕变特性的影响被引量：27
- 2014年
- 为研究高应力作用下深部岩体开挖过程中孔隙水压对围岩时效变形特性的影响,选取重庆某深部细砂岩为研究对象,对其进行不同水压下分级加载蠕变试验,试验表明:孔隙水压增强了砂岩的变形能力,但随着水压的升高,加载初期的一段时间内,水压在一定程度上会延缓轴向变形;蠕变过程中黏弹性模量随时间呈指数函数变化,通过分析不同水压作用下指数函数中参数的变化规律,得到黏弹性模量随时间和水压变化的表达式,进而提出修正的广义Kelvin模型,该模型能较好的描述不同水压作用下岩石的非线性黏弹性蠕变特性。基于不同水压下加速蠕变试验曲线特征,采用拟合、类比的方法引入一个能反映不同水压作用时加速蠕变特征的二元件黏塑性模型,将该模型与修正的广义Kelvin模型串联组成一个新的非线性黏弹塑性蠕变模型。基于试验结果,利用优化分析软件1stOpt,对模型参数进行辨识,效果比较理想;对比试验曲线和理论曲线,二者吻合较好,验证了模型的正确性。
- 蒋海飞刘东燕黄伟刘芳语
- 关键词：高围压蠕变模型
- 高应力高水压下砂岩三轴蠕变特性试验研究被引量：6
- 2014年
- 对砂岩进行高围压高水压条件下的三轴压缩蠕变试验。试验表明,在整个加载过程中,孔隙水压力主要起到增强轴向变形和横向变形的作用;但在加载的初始阶段,孔隙水压力在一定程度上抑制了轴向变形。当应力水平高于屈服应力时,横向蠕变速率明显大于轴向蠕变速率,且横向蠕变率先进入加速蠕变阶段。本文提出一个新的非线性黏性元件,并引入一个能判断是否进入加速蠕变阶段的计时器元件,组建一个非线性黏塑性加速蠕变启动模型,将该黏塑性模型与Burgers模型串联,构建一个新的非线性黏弹塑性蠕变模型,推导了该模型在常规三轴应力状态下的本构方程。基于试验结果,通过对非线性优化算法(BFGS)的Matlab编程,实现对本文提出蠕变模型的参数识别,识别效果比较理想。对比试验曲线与拟合曲线,二者相当吻合,验证了新提出的非线性黏弹塑性蠕变模型的正确性。
- 蒋海飞刘东燕赵宝云沈杰
- 关键词：高围压高水压砂岩蠕变试验本构模型
- 高围压下不同孔隙水压作用时岩石蠕变特性及改进西原模型被引量：13
- 2014年
- 基于高围压下不同孔隙水压作用时细砂岩蠕变试验结果,分析蠕变规律。研究表明:黏弹性模量随孔隙水压增大呈线性递减关系,并根据线性参数随时间变化的数据分布特点,分别用线性函数和幂函数进行拟合,进而得到黏弹性模量随孔隙水压和时间变化的表达式,据此提出一个修正的广义Kelvin模型。根据不同孔隙水压下加速蠕变试验曲线特征,采用指数函数对其拟合,并通过类比的方法引入一个非线性黏性元件,得到一个能反映不同孔隙水压作用下加速蠕变特征的二元件黏塑性蠕变模型,将该模型与修正的广义Kelvin模型串联组成一个新的改进西原模型。基于试验结果,利用优化分析软件1stOpt,对模型参数进行辨识,效果比较理想;对比试验曲线和理论曲线,二者吻合较好,验证了模型的正确性。
- 蒋海飞刘东燕黄伟夏毓超刘芳语
- 关键词：高围压岩石蠕变
- 岩石拉压蠕变试验仪研制及应用被引量：3
- 2016年
- 为了探索岩石在周期性恒定拉伸、压缩荷载作用下的蠕变行为,结合杠杆原理,设计研制了一种岩石杠杆式拉伸、压缩蠕变试验仪。该仪器具有挂重质量小、可方便切换拉、压荷载等特点。首先,通过标定好的数显式拉压荷重传感器对该试验仪拉伸、压缩荷载进行了校正,得出试验仪压缩、拉伸荷载杠杆扩力比分别为81.29倍与59.46倍,挂重质量与施加在岩样荷载呈线性关系(压缩作用下线性关系相关系数R2=0.99975,拉伸作用下R2=0.9991),荷载施加稳定。最后,采用该试验仪对红砂岩进行了单轴恒定拉、压循环荷载下的蠕变试验,探讨了受荷岩样拉压蠕变规律。上述成果丰富了岩石蠕变测试与研究内容,有助于岩石力学试验测试的发展。
- 赵宝云刘伟许年春李子运
- 关键词：蠕变岩石力学试验仪循环荷载
- 压-拉循环荷载作用下红砂岩蠕变特性被引量：3
- 2018年
- 利用自制岩石杠杆式拉压蠕变试验仪,对红砂岩进行2种恒定循环荷载蠕变试验以及等增量循环蠕变实验,分析各应力水平下的蠕变特征,研究岩石蠕变与循环次数之间的规律,探讨蠕变参数与循环次数之间的关系。研究结果表明:在各级恒定荷载作用下,试样变形均包含明显的瞬时应变和衰减蠕变及稳态蠕变,在1.19 MPa拉伸荷载作用下岩样出现加速蠕变。在50%σc-50%σt循环荷载作用下,岩样最大轴向应变逐渐增大,最大横向应变均逐渐减小,试样整体"缩短"而无明显扩容;85%σc-85%σt强度荷载使得岩样最大轴向与横向应变随着循环次数增加而增大,不仅表现为轴向"缩短",而且出现体积扩容;在2种恒定压-拉荷载作用下,试样均产生一定的残余永久变形,较大荷载使得试样轴向与横向残余永久应变均随循环次数增加而增加,而较小荷载作用下试样横向应变随循环次数增加而减小;试样蠕变随着增量循环荷载等级增加而增加,且产生一定的永久残余应变;施加32.59 MPa压应力后试样出现最大体积压缩应变,后体积逐步开始扩容。Burgers蠕变模型可以较好地反映红砂岩在恒定循环荷载作用下的蠕变特性,试样在经历3~4次循环后材料属性随循环次数及时间进一步劣化,最终在第5次循环时发生拉伸破坏。
- 赵宝云刘东燕刘东燕黄伟黄天柱陈超
- 关键词：岩石力学循环荷载蠕变蠕变模型
- 压缩作用下砂岩变形破坏过程中的能量特征被引量：5
- 2016年
- 为探索岩石在载荷作用下变形破坏过程中能量的能量演化机制,对红砂岩进行了单轴、三轴压缩试验,获得了岩石加载过程中能量随应力、应变的演化与分配规律.结果表明:岩石的变形破坏过程是能量耗散与释放的结果;单轴压缩及较低围压下岩石在峰值后积聚的能量突然释放,这也是其呈现脆性破坏的主要原因;在较高围压下,岩石峰后能量随围压的升高由释放向逐渐耗散转变.
- 赵宝云郑颖人李子运许年春
- 关键词：能量耗散砂岩
