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深埋长大隧洞围岩非定常剪切流变模型初探

ISSN号：1000-6915
期刊名称：岩石力学与工程学报
时间：0
页码：1436-1441
语言：中文
分类：U45[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
作者机构：[1]河海大学岩土工程研究所,江苏南京210098, [2]河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098, [3]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071, [4]长江科学院岩基研究所,湖北武汉430019
相关基金：国家自然科学基金资助项（50674040）;国家自然科学基金、二滩水电开发有限责任公司雅砻江水电开发联合研究基金重点项目（50539090）;山东科技大学矿山灾害预防控制教育部重点建设实验室开放基金项目（MDPC0605）
相关项目：深埋长大引水隧洞和洞室群的安全与预测研究

关键词：隧道工程, 流变, 非定常参数, 参数辨识, 定常参数, tunnelling engineering,rheology,non-stationary parameter,parameter identification,stationary parameter

中文摘要：

针对锦屏二级水电站深埋长大隧洞（埋深2 525 m,长19 km,宽13 m）围岩在开挖与运营过程中呈现出显著的流变劣化特征,采用CSS–283双向万能实验机,对含硬性结构面的大理岩进行剪切流变特性的实验研究,分析岩石黏弹变形随应力水平不同和时间发展的变化规律;在对实验数据和定常流变模型本构关系深入分析的基础上,引入与时间有关的非确定参数,提出一种非定常流变模型,并建立其在一维情况下蠕变方程;通过对定常流变模型理论、非定常流变模型理论和流变实验结果的比较表明,考虑参数时间相关性的非定常黏弹流变模型比定常黏弹流变模型更为准确地反映了岩石的黏弹性变形性能。研究结果是对岩石非定常流变模型研究的一种初探,并对锦屏二级水电站深埋长大隧洞工程有重大的参考价值。

英文摘要：

To the marked rheological and deteriorated characters appearing in process of the wall rock excavation and operation of the Jinping Hydropower Station long,large and deep-buried tunnel with depth of 2 525 ml,ength of 19 km,width of 13 m,the experimental investigation on the shear rheological character of marble with hard structural surface is done by using the CSS–283 two-way universal testing machine,the relationship among stress level time and viscoelastic deformation disciplines of rock is analyzed.Based on the profoundly research to the test data and the constitutive equations of stationary rheological model,the non-stationary parameters are achieved,and the non-stationary rheological model and a one-dimensional creep equation is established.By the comparison with the theoritical results of the stationary and non-stationary rheological models and the test results,the results indicate that the non-stationary viscoelastic Maxwell rheological model,considering time-dependent behaviors of the parameters,is the more exactly reflect the rock viscoelastic deforming performance than the stationary viscoelastic rheological models.The research result is a preliminary exploration on the research of the rock non-stationary rheological model,and it offers reference value to the research of the long,large and deep-buried tunnel of the Jinping Hydropower Station.

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