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基于温度-应力耦合作用的岩石时效蠕变模型
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:《工程力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU452[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:东北大学岩石破裂与失稳研究中心,沈阳110819
  • 相关基金:国家973计划项目(2014CB047100); 国家自然科学基金项目(41672301,51474051); 中央高校基本科研业务费项目(N150102002); 中法蔡元培项目(36605ZB)
中文摘要:

基于岩石变形与热力学基本理论,建立了温度-应力耦合作用下脆性岩石时效蠕变损伤模型。根据此模型,在有限元数值软件COMSOL的基础上进行二次开发,考虑岩石介质的非均匀性,并以最大拉应力准则以及摩尔库仑准则为岩石单元的破坏准则,给出了温度-应力耦合作用下岩石时效蠕变损伤模型的数值求解方法。并结合室内实验结果验证了该模型方法的可行性和合理性。数值模拟结果表明该模型能准确描述不同温度条件下花岗岩典型蠕变全过程三个阶段,即初始蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段。数值模拟也表明声发射累计数和岩石轴向应变的演化趋势整体上具有一致性,且在初始蠕变阶段和加速蠕变阶段出现较多的声发射现象。

英文摘要:

A coupled thermo-mechanical creep model of brittle rocks under constant temperatures is proposed based on the theory of rock deformation and thermodynamics. In the model, the heterogeneity of the rock is incorporated. Both the maximum tensile stress criterion and Mohr-Coulomb criterion are used to control tensile damage and shear damage in brittle rocks, and finite element formulation is implemented into COMSOL Multiphysics. A series of numerical simulations are performed and the numerical model is validated against experimental data. Numerical simulations show that the proposed model well captures the typical three creep stages, i.e., primary creep, secondary creep, and tertiary creep of rocks under different constant temperatures. Moreover, numerically simulated cumulative AE counts is consistent with the trend in axial strain of rock, and there are clusters of AE counts during the initial primary creep stage and the tertiary creep stage.

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期刊信息
  • 《工程力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:袁驷
  • 地址:北京清华大学新水利馆114号
  • 邮编:100084
  • 邮箱:gclxbjb@tsinghuae.du.cn
  • 电话:010-62788648
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:32789