岩石非线性黏弹塑性蠕变模型研究

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提出一种新的非定常粘滞系数的流变元件,然后将提出的非线性流变元件引进到PoytingThomson模型中,从而建立了新的非线性黏弹塑性流变模型,该模型不但可以较好地模拟岩石蠕变三个阶段,而且模型参数较少。推导出模型的本构方程及蠕变方程,并探讨了模型参数的辨识方法,最后利用本文建立的非线性流变模型所得到的理论曲线与砂岩蠕变试验曲线进行对比分析。结果表明:本文建立的非线性流变模型具有较高的准确性及合理性。

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岩石非线性弹塑性蠕变模型研究

提出一种新的非定常粘滞系数的流变元件,然后将提出的非线性流变元件引进到PoytingThomson模型中,从而建立了新的非线性黏弹塑性流变模型,该模型不但可以较好地模拟岩石蠕变三个阶段,而且模型参数较少。推导出模型的本构方程及蠕变方程,并探讨了模型参数的辨识方法,最后利用本文建立的非线性流变模型所得到的理论曲线与砂岩蠕变试验曲线进行对比分析。结果表明:本文建立的非线性流变模型具有较高的准确性及合理性。

2020-05-23 立即下载
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改进的岩石非线性弹塑性蠕变模型及其硬化滞系数的修正

基于蠕变过程中的硬化-损伤机制,在对江西东乡铜矿砂质页岩单轴循环加卸载蠕变试验数据分析过程中,提出硬化-损伤效应的时效机制,并基于此对高应力条件下衰减蠕变阶段的黏滞系数(硬化黏滞系数)进行修正;结合定常蠕变阶段的损伤蠕变机制,提出高应力条件下岩石损伤效应的累积-扩散机理,并据此引入以累积损伤蠕变量为判定准则的加速蠕变触发模型(非线性蠕变体)描述岩石的不稳定蠕变特征。在此基础上,引入瞬时塑性元件,与虎克体和黏弹塑性体串联,建立了一个能够完整描述岩石蠕变全过程的非线性黏弹塑性蠕变模型。试验曲线与模型曲线较吻合,说明对高应力下硬化黏滞系数修正的必要性,改进非线性蠕变体的正确性与合理性。

2020-05-18 立即下载
824KB
岩石非线性拉、压蠕变模型及其参数识别

基于岩石单轴拉、压作用下加速蠕变曲线的幂函数拟合分析,推导了二元件黏塑性蠕变模型中黏性元件的非线性表达式,并将建立的非线性黏塑性模型与Burgers蠕变模型串联建立一个新的非线性黏弹塑性拉、压蠕变模型。分析显示该模型能够描述岩石在直接拉伸、压缩作用下的衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3个阶段。结合对重庆红砂岩单轴直接拉伸与单轴压缩蠕变试验结果,通过Matlab编写Quasi-Newton优化算法(BFGS)实现了岩石非线性黏弹塑性拉、压蠕变模型的参数辨识,辨识参数相关性系数平方R2均在96%以上。将模型与修正西原模型比较发现非线性黏弹塑性拉、压蠕变模型线型吻合程度均高于修正西原模型,表现出拉、压蠕

2020-05-24 立即下载
322KB
盐岩蠕变特性及其非线性本构模型

为了研究盐岩的蠕变特性,利用RLW-2000岩石流变试验机对盐岩试件进行了三轴压缩分级加载蠕变试验。试验结果表明:在围压一定的情况下,随着轴向应力增大,盐岩瞬时应变、蠕变应变以及蠕变速率等均随之增大,同时进入稳态蠕变阶段所需要的时间逐渐延长;等时应力-应变曲线显示,盐岩蠕变具有非线性特征,且其非线性程度与蠕变时间和应力水平有关,蠕变时间越长、应力水平越高,非线性程度越高。基于非线性流变力学理论,提出了一种非线性黏滞体,其黏滞系数是所加应力水平和蠕变时间的函数,将非线性黏滞体替换常规Burgers模型中的线性黏滞体,建立了可描述盐岩非线性蠕变特性的MBurgers模型,并根据盐岩蠕变试验结果,采

2020-05-16 立即下载
435KB
岩石的非线性西原流变模型及其应用

岩石的非线性西原流变模型及其应用,袁林,高召宁,经典西原流变模型能够较好地描述岩石材料蠕变过程的前两个阶段,但不能描述加速蠕变阶段。前人对流变模型的改进和组合多以屈服强

2020-02-20 立即下载
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基于西原模型的非线性损伤蠕变模型

针对传统的西原模型不能较好地反映岩石蠕变非稳定阶段,且多数学者对西原模型的修正是通过屈服强度阈值来界定非稳定阶段,而通过时间阈值考虑非稳定蠕变阶段界定的研究相对较少。在西原模型的基础上,引入Kachanov损伤理论及时间损伤阈值,建立了一种同时描述3个阶段的非线性损伤蠕变方程式。通过灰岩蠕变试验得到试验数据,对新的非线性损伤蠕变模型的参数进行反演,并进行曲线拟合,分析岩石的蠕变损伤过程和对应阶段的稳定性,证明了该模型的正确性和合理性,为岩石流变失稳现象提供理论依据。

2020-05-10 立即下载
1.74MB
考虑煤体非线性弹性力学行为的弹塑性本构模型

煤巷开挖时瞬间围岩即出现异常的、较大的弹性变形行为,难以用胡克定律解释。这表明即便是弹性变形阶段,煤体也表现出强烈的非线性行为。这是由于煤体与其他岩石相比,分布着大量的孔隙、裂隙、层理、割理等诸多类型的缺陷,具有更加明显的非均质性。首先分析了煤体的非线性弹性特征,而后给出了其非线性弹性力学行为的本构方程,并进行了数值编程,实现了可以考虑煤体非线性弹性阶段的弹塑性NLEPS本构模型,最后进行了有效的数值验证,并在大尺度的煤巷开挖中进行了应用可行性分析。计算结果表明基于NLEPS本构模型的计算结果更为准确地反映了煤层巷道开挖卸载诱发的围岩非线性变形行为。

2020-04-25 立即下载
638KB
高围压下高孔隙水压对岩石蠕变特性的影响

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

2020-05-04 立即下载
510KB
破碎岩体非线性渗流突水机理研究现状及发展趋势

在收集整理国内外相关资料的基础上,从非线性渗流理论方程、非Darcy渗流试验和非线性渗流数值模型方法等方面总结目前破碎岩体非线性渗流突水研究现状,认为破碎岩体渗流具有突水通道的非Darcy渗流特性、3种流场(Darcy层流、非Darcy高速流及Navier-Stokes紊流)动力学系统的统一性和突水3要素(含水层水源的Darcy流、突水通道的非Darcy流和开采扰动作用)中的应力扰动特性。据此,提出了破碎岩体非线性渗流突水机理研究的发展趋势:从矿山采动岩体渗流突水3要素这一渗流特征出发,通过试验和现场测试研究不同围压、水力梯度和流速条件下破碎岩石渗流规律,建立考虑应力作用的耦合Darcy,Fo

2020-05-25 立即下载
309KB
改进的Poyting-Thomson岩石蠕变模型

在鲍依丁-汤姆逊蠕变模型的基础上,串联一个非线性黏塑性元件,提出一种可以描述岩石蠕变全阶段的非线性黏弹塑性模型。根据绿片岩和泥岩的蠕变试验,结合Origin软件自定义函数的非线性拟合功能对改进模型进行了模型辨识,结果表明改进模型能够很好地描述岩石的加速阶段,从而证明了该模型的合理性。

2020-05-18 立即下载
819KB
深部煤岩组合体整体破坏的非线性模型研究

煤是一种复杂的地质体,其内部具有大量的微裂隙及孔隙。煤岩组合体中,岩石为较硬的部分,煤及其内部微裂隙、孔隙及岩-煤之间的界面共同组成较软的部分。根据工程应变和自然应变(真实应变),建立了表征煤岩组合体的非线性理论模型。该理论模型与煤岩组合体的单轴压缩试验数据吻合度较好。对该理论模型进行简化并对参数进行了讨论,发现参数a约等于1;参数b、参数c与煤样尺寸、弹性模量有关,参数b越大,非线性段逐渐延长,且增大速率基本保持不变;参数c越大,非线性段同样逐渐增长,但是增大速率逐渐减小,并且随着轴向荷载的增加,线性段逐渐重合。

2020-04-20 立即下载
863KB
东梁煤矿非饱和砂岩弹塑性蠕变分析

为探讨非饱和砂岩的蠕变特征,利用TAW-2000电液伺服岩石三轴仪对阜新东梁煤矿砂岩进行了不同应力水平的三轴蠕变试验,用改进的流变模型来描述非饱和砂岩蠕变的全过程,并对改进黏弹塑性流变模型的参数进行了确定.研究结果表明:在低中等应力水平作用下,非饱和砂岩因受其成分、结构和水分等因素影响,蠕变变形不稳定,蠕变曲线呈现出不同程度的凹凸变化;在高应力水平作用下蠕变过程相对平稳且出现加速蠕变阶段.考虑非饱和砂岩蠕变具有弹性变形、塑性变形和粘性变形的性质,引入非线性黏壶元件改进了黏弹塑性蠕变模型,模型计算结果与试验结果的吻合度较好.

2020-04-21 立即下载
622KB
论文研究 - 具有分层分层多孔饱和流体的层状非线性介质中非线性声学过程的研究与建模

问题陈述:提出了在声学影响下在多孔两相地质环境中产生的地震声发射的研究结果。 考虑到使用良好的观测结果在油田储层中产生的声发射。 示出了声发射的发射过程的规律性,其以类似于非线性耦合振荡器的振荡的信号的离散频谱的形式表现出来。 光谱对于每种类型的岩石都有其特殊的特征。 应用的方法和设计:提出了一种模拟多孔流体饱和储层共振声响应过程的算法,该结构具有分层结构和塑性特性,对声频激发。 该算法是作为求解积分方程和积分微分方程的迭代过程而开发的。 从油井声发射观测数据的频谱中使用作为直接问题参数的频率。 典型结果:首次发现声发射共振频率与塑性特性之间的关系,这些频率值已用于在流体饱和非线性塑性环境中模

2020-05-18 立即下载
889KB
低渗气藏中气体非线性渗流的特征分析

为了对低渗气藏中气体渗流特征有一个清楚和较为准确的认识,采用实验研究的方法,分析了低渗透储层中气体渗流特征。结果表明:在低渗透储层中,气体渗流表现出明显的非线性渗流特征,并且受多种因素影响;有效应力的增加,会导致岩石渗透率降低,气体在地层中渗流越困难;启动压力梯度增大,气体非线性渗流愈明显;滑脱作用越强,越有利于气体的渗流,提高气藏的产能;相同的压力梯度下含水率越高,渗流速度就越低,储层岩石的初始气测渗透率越低。该成果对天然气开采工程具有一定的参考价值和指导意义。

2020-04-24 立即下载
1.5MB
考虑强度参数弱化非线性损伤本构模型研究

为了研究不同孔隙水压作用下砂岩蠕变特性和岩石强度参数的劣化规律,通过MTS815. 02试验机开展不同孔隙水压条件下的砂岩蠕变试验,根据Lemaitre应变等效基本假定推导出关于强度参数劣化的损伤变量公式,并结合基本西原体模型建立了砂岩加速蠕变阶段的非线性损伤本构模型,得出以下结论:在孔隙水压作用下,岩石的应变响应更加灵敏;随着水压的增大岩石蠕变加速阶段的蠕变速率显著增大,说明水压对岩石强度参数具有削弱作用;同时当砂岩处于高应力状态下,即应力超过长期强度时岩石的强度力学参数存在明显的弱化,不再是一个定值且随着时间和过应力差变化而变化,并且受孔隙水压的影响;最终结合非线性蠕变损伤模型曲线与三轴蠕

2020-05-01 立即下载
1.22MB
软岩试件非线性蠕变特征及参数反演

根据深部软岩室内三轴剪切和单试件分级加载蠕变试验结果,采用岩石蠕变力学元件模型和经验本构相结合的方法,获得描述岩石非线性蠕变本构模型。利用现场实测数据对软岩巷道开挖过程进行了参数反演,获得了和试验相一致的软岩本构力学模型参数,反演结果验证了该模型的可行性。

2020-05-18 立即下载
210KB
非线性统一强度理论对TBM滚刀间距的影响

非线性统一强度理论对TBM滚刀间距的影响,王红,,TBM相邻滚刀间距从理论上分析主要取决于岩石种类、岩石单轴抗压强度、岩石节理分布等因素,而在设计中为了便于操作,一般采用岩石

2020-02-07 立即下载
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岩石非弹性应变恢复柔量实验研究

岩石非弹性应变恢复柔量实验研究,高禄,田甲,岩石非弹性应变恢复柔量是岩石固有的依赖于时间效应的重要参数,也是非弹性应变恢复法(Anelastic Strain Recovery Method, 简称ASR 法)地应�

2019-12-31 立即下载
594KB
软岩巷道围岩非线性流变数学力学模型

软岩巷道围岩非线性流变数学力学模型,万志军,周楚良,基于大量的岩块流变试验,从岩石长期强度的衰减特征和岩石的应变能守恒原则出发,建立了非弹塑粘性元件组合模型的软岩(煤)非线

2020-03-03 立即下载
315KB
基于非线性动力学模型及判据的围岩分区破裂化机制分析

基于非线性动力学模型及判据的围岩分区破裂化机制分析,周翠英,刘镇,围岩分区破裂化发生机制是岩石力学与工程领域研究的热点与难点之一。利用作者已经建立的隧道失稳破坏的非线性动力学演化模型与能

2019-12-29 立即下载
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