川西康定—新都桥段菠茨沟组板岩蠕变特性及损伤模型

• Published in: 水文地质工程地质 Vol. 50; no. 5; pp. 107 - 116
• Main Authors: 何箫, 侯圣山, 孟宪森, 陈亮, 刘明学, 冯振, 李昂, 吉锋, 郭长宝
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心),北京 100081%中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心),北京 100081 01.09.2023; 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 610059; 自然资源部四川雅安地质灾害野外科学观测研究站,四川 雅安 625099; 自然资源部地质灾害智能监测与风险预警工程技术创新中心,北京 100081%成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 610059%中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081
• Subjects: unloading creep damage model; 卸荷蠕变损伤模型; 三轴卸荷蠕变试验; 板岩; 长期强度; triaxial unloading creep test; 参数辨识; long-term strength; slate; parameter identification
• ISSN: 1000-3665
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202209041

TU45; 岩石的蠕变特性与岩体的长期稳定性有着密切联系.随着我国西部地区各深埋隧道的开挖,为保证工程安全性及地下建筑的长期稳定,迫切需要开展复杂应力状态下岩石蠕变特性的研究.传统的蠕变本构模型难以对岩石加速蠕变阶段进行准确的描述,且现有蠕变模型难以对菠茨沟组板岩的蠕变特性进行有针对性的拟合.因此,选取川西康定—新都桥段菠茨沟组板岩为研究对象,在查明地质环境背景和岩石矿物成分基础上开展了卸荷蠕变试验,分析了菠茨沟组板岩在卸荷条件下的变形特征,揭示了板岩蠕变特性及卸荷过程中的损伤演化规律;考虑卸荷蠕变过程中的损伤累积效应,引入损伤变量,对传统西原模型中牛顿体元件进行改进,建立能描述加速蠕变阶段的蠕变损伤模型.研究表明:卸荷条件下,板岩变形以瞬时弹性应变为主,随偏应力水平增加蠕变现象显著增强;板岩的长期强度有 20.2%～27.1%折减;采用 1-stOpt对非线性蠕变损伤模型进行参数辨识,拟合理论曲线与试验值吻合度较高,相关系数达到 0.945;损伤变量引入后,改进的非线性蠕变损伤模型可以较合理地描述研究区板岩卸荷蠕变特性.该研究可为相关工况下围岩稳定性分析提供理论依据.