胡涛涛1,2 赵玉龙1 刘可萌1 李浩1 高咸超1 王磊2,3
HU Taotao1,2 ZHAO Yulong1 LIU Kemeng1 LI Hao1 GAO Xianchao1 WANG Lei2,3
2.Key Laboratory for Bridge and Tunnel of Shaanxi
Province, Chang’an University, Xi’an 710064, China;
3.School of Architecture and Civil Engineering,
Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China
摘要:
为探究炭质板岩在不同含水率条件下的蠕变特性,基于室内分级加载蠕变试验数据,采用一种非线性黏性元件与表征屈服特性的塑性元件并联,构建了可描述蠕变全过程中非线性加速蠕变阶段的黏塑性体;将该非线性黏塑性体与经典西原模型串联,依据弹性模量和黏性系数的软化规律提出4个损伤因子,建立了不同含水率条件下可描述炭质板岩蠕变全过程的损伤蠕变本构模型;运用ABAQUS有限元软件完成了子程序(UMAT)二次开发,实现了不同含水率下的炭质板岩三轴蠕变试验数值模拟,通过对比岩样的蠕变试验与数值模拟结果来验证模型的适用性。研究表明:所构建的改进西原模型能较好的提升加速蠕变阶段的模拟精度,不同含水率工况下的分级加载蠕变试验曲线与数值模拟曲线吻合良好,相关系数均在0.9以上;数值模拟云图准确复现了不同含水率的岩样的蠕变变形增长,验证了所提出的考虑含水损伤的炭质板岩蠕变本构模型及UMAT子程序开发的正确性和有效性。研究成果可为富水深埋炭质板岩隧道工程的长期稳定性评估与灾害预警提供的理论基础。