基于Weibull分布的红砂岩三轴蠕变试验及模型研究

当前，地下工程围岩蠕变问题仍然存在，蠕变理论需要进一步丰富。岩石蠕变实质上是损伤不断积累的过程，针对蠕变条件下岩石损伤演化情况，文章采用TAW-2000多功能三轴伺服试验系统对取自四川乐山依卜隧道的红砂岩进行三轴蠕变试验，分析不同围压下试样蠕变变形规律，同时以西原模型为基础，结合Weibull分布和Perzyna黏塑性理论，建立一种改进的可以描述岩石蠕变破坏全过程的黏弹塑性蠕变模型。通过划分蠕变阶段来定义临界点损伤变量，从而更为准确地确定加速蠕变启动时间。得出如下结论：（1）模型曲线与试验数据具有良好的一致性，验证了模型的准确性与合理性，说明基于Weibull分布建立的红砂岩黏弹塑性蠕变模型是可行的；（2）基于Perzyna黏塑性理论，建立了可以更加准确的描述加速蠕变的黏塑性应变表达式；（3）文章建立的基于Weibull分布和Perzyna黏塑性理论的三轴损伤蠕变模型能够较好的描述岩石蠕变全过程，克服了西原模型不能描述加速蠕变的缺点。本研究通过定义不同蠕变阶段的临界点损伤变量更好的反映了岩石蠕变变形与损伤之间关系，丰富了岩石类材料的蠕变本构理论。