申请/专利权人：西安建筑科技大学

申请日：2021-11-10

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114065499B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/11;G01N3/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.03.08#实质审查的生效;2022.02.18#公开

摘要：本发明公开了岩石单轴蠕变全过程改进Maxwell模型及构建方法，属于岩石工程技术领域，通过对岩石试件开展单轴压缩蠕变试验，获得岩石蠕变曲线；根据岩石蠕变曲线，绘制岩石蠕变速率随时间的变化规律曲线；推测岩石蠕变全过程中其粘滞系数随时间的变化规律，并确定其函数表达式；以此代替常规模型本构方程中的粘滞系数，建立改进Maxwell模型的本构方程；并对其进行积分，获得蠕变方程；最后根据岩石单轴压缩蠕变试验结果，确定模型参数。该方法所建模型不仅能以一个统一的函数表达式描述岩石单轴压缩蠕变全过程的三个阶段，还能反映岩石力学性质在不同蠕变阶段的变化规律，并能很方便的在数值分析软件中进行程序化，便于其工程应用。

主权项：1.岩石单轴蠕变全过程改进Maxwell模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采用单级加载方式，对岩石试件开展不同轴向应力σ1、σ2…σi-1、σi作用下的单轴压缩蠕变试验，获得岩石在对应轴向应力下的蠕变曲线，其中，σ1＜σ2＜…＜σi-1＜σi；步骤二：根据岩石在对应轴向应力下的全过程蠕变曲线，计算岩石在不同时间点的蠕变速率，并绘制岩石蠕变速率随时间的变化规律曲线；步骤三：假设岩石蠕变速率符合元件组合蠕变模型中粘性元件的本构方程，根据岩石蠕变速率随时间的变化规律曲线和粘性元件的本构方程，推测岩石蠕变全过程中其粘滞系数随时间的变化规律，并确定粘滞系数随时间变化的函数表达式；步骤四：以粘滞系数随时间变化的函数表达式代替常规Maxwell模型本构方程中的粘滞系数，建立改进Maxwell模型的本构方程；改进Maxwell模型的本构方程为 （4）式中：为轴向应力随时间的变化速率，E为岩石的弹性模量，t为时间，ηFNt为t时刻时的岩石粘滞系数，tF为岩石蠕变破坏时间，m、n、ηFN均为材料参数；步骤五：对改进Maxwell模型的本构方程进行积分，并结合Kachanov蠕变损伤定律，获得改进Maxwell模型的蠕变方程；改进Maxwell模型蠕变方程的最终表达式为 （7）其中，A和ν均为模型参数；步骤六：根据岩石单轴压缩蠕变试验结果，确定改进Maxwell模型的参数，改进Maxwell模型参数的确定方法如下：弹性模量E根据岩石加载完成后产生的瞬时弹性应变确定；参数A和ν根据最后两级轴向应力σi-1和σi作用下岩石发生蠕变破坏的时间确定； E、A和ν确定后，参数ηFN、m和n根据不同轴向应力下的蠕变试验数据利用曲线拟合法反演确定。

全文数据：

权利要求：

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