一种用来预测岩石蠕变的流变硬化新模型

在岩石和岩体中,从较低的应力一直到接近强度峰值的高应力,都可能会出现时效变形。大多数类型的岩石,特别是软岩,在相当大的应力范围内,可逆的应变和不可逆的蠕变应变都同时存在。所以,需要一种可同时计算弹性应变和塑性蠕变应变的本构模型。本文采用岩土材料的硬化行为概念,提出了一种新的弹塑性-粘塑性硬化模型。对于短期瞬态变形,该模型具有非线性弹塑性硬化特点。该模型的非线性与当前围压相关,并且其硬化特性服从莫尔-库仑破裂准则。另一方面,对于延迟变形,粘塑性硬化元是用一个摩擦硬化摩尔-库仑滑块和一个黏壶并联而成。粘塑性硬化元被连接到一系列普通的粘弹性开尔文模型中。因此,可以得到长期变形的弹性-粘塑性硬化模型。我们把该模型的方程通过内置的FISH语句植入到数值有限差分代码(FLAC)中,然后应用到如文献所述的一系列的三轴和单轴测试试验中。我们通过对不同应力下瞬态变形和蠕变变形的预测检验了模型的潜在应用性。本文还针对数值结果和样品测试结果作了对比性讨论。