高围压下高孔隙水压对岩石蠕变特性的影响

蒋海飞,刘东燕,黄 伟,刘芳语

(1.重庆大学土木工程学院,重庆 400045;2.煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室(重庆大学),重庆 400044)

高围压下高孔隙水压对岩石蠕变特性的影响

蒋海飞1,2,刘东燕1,黄 伟1,刘芳语1

(1.重庆大学土木工程学院,重庆 400045;2.煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室(重庆大学),重庆 400044)

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,将该模型与修正的广义Kelvin模型串联组成一个新的非线性黏弹塑性蠕变模型。基于试验结果,利用优化分析软件1stOpt,对模型参数进行辨识,效果比较理想;对比试验曲线和理论曲线,二者吻合较好,验证了模型的正确性。

高围压;高孔隙水压;细砂岩;蠕变模型

蠕变是岩石的重要力学性质之一,大量工程实践表明,岩石蠕变是工程产生大变形乃至失稳的重要原因之一[1-2]。……