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安全与环境工程2024年第05期:浸水条件下含水率对粉砂质泥岩蠕变特性的影响研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王先甲;高增奎;付志强;张奥;张国华;

单位:中铁七局集团武汉工程有限公司;中国地质大学(武汉)工程学院;

摘要:泥岩具有强度低、遇水易软化的特点,尤其是富水泥岩地层,对工程岩体的长期稳定性影响较大,但相关研究少有报道,因此亟待深入研究泥岩遇水蠕变特性。开展了不同初始含水率泥岩试样在天然和浸水条件下的分级加载蠕变试验,研究了水对岩体蠕变特性的影响机理,结合广义Kelvin模型,构建了考虑含水劣化效应的蠕变损伤本构模型,并将新模型嵌入FLAC~(3D)有限差分软件中,模拟了不同工况下泥岩蠕变变形特性,并与室内试验结果进行了对比。结果表明:随着含水率的增大,岩体蠕变应变量增大,长期强度降低;相比天然条件,浸水环境使得岩体长期强度劣化更为严重,试样初始含水率越小,浸水条件对其蠕变变形影响越大;将岩体因水的劣化效应定义为蠕变参数的损伤因子,损伤因子随着含水率的增加而提高;考虑含水劣化效应的蠕变损伤本构模型数值模拟结果与室内试验结果基本吻合,验证了新模型的合理性。

关键词:泥岩;蠕变特性;浸水条件;蠕变试验;含水劣化效应;蠕变损伤本构模型

基金资助:国家自然科学基金项目(42277173、52209148)