非定常西原黏弹塑性流变模型的应用研究  

APPLICATION STUDY OF NONSTATIONARY NISHIHARA VISCOELASTO-PLASTIC RHEOLOGICAL MODEL

作　　者：潘晓明[1,2] 杨钊[1,2] 许建聪[1,2] 

机构地区：[1]同济大学地下建筑与工程系,上海200092 [2]同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海200092

出　　处：《岩石力学与工程学报》2011年第S1期2640-2646,共7页Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(40872179)

摘　　要：在西原模型的基础上,引入非线性Bingham黏塑性元件与Kelvin元件,建立能完整反映蠕变全过程的非定常西原黏弹塑性流变模型。当岩石处于高应力状态时,其黏塑性流变参数随时间呈非线性变化。根据ABAQUS的UMAT格式要求以及非定常西原黏弹塑性流变模型的平面应变(应力)有限元理论,编制相应的黏弹塑性流变模型程序。数值试验结果表明,所建立的非线性黏弹塑性流变模型可以统一描述不同应力状态下岩石的蠕变过程,具有广泛的适用能力。采用该模型对岩石边坡进行流变数值分析,在较大堆载下,边坡顶点进入加速蠕变阶段,达到破坏状态;中点和底点处于低应力状态,为黏弹性阶段,位移趋于稳定。结果表明该模型是正确和可靠的,具有良好的应用前景。在西原模型的基础上,引入非线性Bingham黏塑性元件与Kelvin元件,建立能完整反映蠕变全过程的非定常西原黏弹塑性流变模型。当岩石处于高应力状态时,其黏塑性流变参数随时间呈非线性变化。根据ABAQUS的UMAT格式要求以及非定常西原黏弹塑性流变模型的平面应变(应力)有限元理论,编制相应的黏弹塑性流变模型程序。数值试验结果表明,所建立的非线性黏弹塑性流变模型可以统一描述不同应力状态下岩石的蠕变过程,具有广泛的适用能力。采用该模型对岩石边坡进行流变数值分析,在较大堆载下,边坡顶点进入加速蠕变阶段,达到破坏状态;中点和底点处于低应力状态,为黏弹性阶段,位移趋于稳定。结果表明该模型是正确和可靠的,具有良好的应用前景。

关 键 词：岩石力学 非定常西原模型 黏弹塑性 蠕变特性 UMAT 

分 类 号：TU45[建筑科学—岩土工程] TD31[建筑科学—土工工程]