基于分数阶微积分的变参数黄土蠕变损伤模型

为了准确认识黄土的流变特性,以不同含水率的咸阳Q_2黄土为研究对象,采用分级加载的方式进行室内三轴蠕变试验,获得该黄土蠕变试验数据和曲线。选用包含软体元件的四元件蠕变模型来模拟黄土的流变。借鉴变参数牛顿元件的建造思路,应用SN元件及引入能反映应力水平、时间及含水率影响的损伤变量,改进四元件蠕变模型中的2个常参数软体元件为变参数软体元件,得到能反映黄土非线性流变及损伤特征的蠕变模型。利用黄土蠕变试验数据对改进所得的模型进行验证。研究结果表明:该模型在描述黄土整体流变特征时具有较好的效果。     

樟子松木材横纹压缩时黏弹性与能量吸收特性研究

以樟子松为研究对象,利用横纹压缩蠕变试验研究其木材吸能特性与黏弹性的关系。结果表明:樟子松木材在静态横纹压缩径向加载时,存在明显三段式曲线,第2阶段平台区体现了良好的能量吸收特性; 樟子松木材横纹压缩时的短期蠕变行为可用四元件流变模型进行描述; 随着应力水平的上升,樟子松木材的瞬间弹性模量和Kelvin模型中的延时弹性模量及黏性系数均呈上升趋势,而Maxwell模型中的黏性系数和松弛时间呈明显下降趋势; 在蠕变时,随着应力水平的上升,樟子松木材的能量吸收能力增加且缓冲系数呈下降趋势。     

梯牧草草捆压缩蠕变特性的影响因素分析

蠕变是决定纤维状生物质压缩的一个重要特性,不同的蠕变特性影响压缩过程的能耗.为分析出最佳原料匹配参数,达到降低压缩能耗的目的,采用Burger模型,分析了在不同含水率和切段处理条件下梯牧草的压缩蠕变特性.非线性回归分析显示,Burger模型适用于梯牧草草捆的压缩蠕变过程;试验结果表明含水率对蠕变特性产生较大影响,切段在...     

密封材料工业纯钛TA2中低温压缩蠕变行为

对工业纯钛TA2在不同温度以及不同压力下进行压缩蠕变实验,分析了工业纯钛TA2压缩稳态蠕变以及压缩瞬时蠕变行为,研究发现工业纯钛TA2在低温低应力条件下存在蠕变饱和现象。通过对蠕变数据分析计算得到TA2在353～523 K之间的蠕变激活能Qc=30 k J/mol,且稳态蠕变速率6)εs与应力σ之间满足幂律方程;运用一级动力学反应理论求得不同条件下工业纯钛TA2压缩瞬时蠕变参数,并建立了瞬时蠕变参数与稳态蠕变速率的关系。     

低温高应力下水工沥青混凝土粘弹特性实验研究

为研究水工沥青混凝土材料在低温高应力下粘弹特性,进行了不同温度和不同应力作用下材料的压缩蠕变实验.选择4种常见的粘弹性本构模型,编制非线性拟合程序,进行模型方程与实验曲线拟合,对比分析不同模型优缺点,得到最优模型并进行其参数与不同温度和加载应力的关系研究,结果表明,Burgers模型可以很好的反映水工沥青混凝土减速及等速蠕变两个阶段的粘弹特性,在低温和高应力条件下表现出更强的温度依赖性和敏感性.研究成果为水工沥青混凝土的工程应用提供数值计算依据.     

非饱和泥质粉砂岩蠕变特性及其模型

以南宁第三系泥质粉砂软岩为研究对象,开展非饱和三轴压缩蠕变试验,分析含水率对岩石蠕变特性的影响;再在既有五元件蠕变模型中,引入非线性黏塑性元件,构建泥质粉砂岩的七元件非饱和压缩蠕变模型,分析相关蠕变参数的变化规律。结果表明,随着含水率增加,泥质粉砂岩的蠕变变形和蠕变速率显著增加,且蠕变长期强度明显降低,表明水对泥质粉砂岩蠕变变形影响显著;新建七元件模型较好地拟合了非饱和泥质粉砂岩全过程蠕变曲线。     

沥青混合料损伤蠕变模型试验研究

在三元件黏弹性模型基础上耦合一个连续性损伤因子,构建一个能够描述沥青混合料三阶段蠕变全过程的损伤蠕变模型。综合考虑黏弹性特性与损伤机制,推导了该模型的本构方程,分析了沥青混合料的蠕变特性。通过沥青混合料在不同应力水平下的单轴压缩蠕变实验,编制非线性拟合程序,得到模型参数和损伤演化曲线。将不同应力条件下模型预测值与实验结果进行对比,结果表明,该模型能准确反映不同应力水平下沥青混合料蠕变过程三个阶段的特征和进入破坏阶段的临界时间。     

深部三场环境下页岩蠕变模型的建立与试验

 针对深部环境的复杂性,建立了温度-应力-化学三场共同作用下页岩试样蠕变模型,并探讨了其作用机制。研究表明：页岩在复杂环境下蠕变特性的温度效应和pH 值化学效应明显,同一级应力水平下温度越高或者化学酸碱性越强,页岩的瞬时应变、蠕变应变及蠕变速率越大,达到稳态蠕变阶段的时间也明显延长。pH 值对蠕变特性影响程度比温度的影响更明显。采用非线性元件代替常规线性元件,得到了页岩在深部环境下非线性黏弹塑性蠕变模型,该模型符合深部实际情况,能较好地模拟页岩在深部复杂环境下蠕变,从而求出模型参数。通过试验数据和拟合曲线吻合情况,验证了本模型的正确性。     

含水状态下硬脆性泥页岩蠕变特性实验研究

对岩石进行不同含水率下三轴蠕变实验,试样在整个加载过程中,经历了衰减蠕变、等速蠕变和加速蠕变三个蠕变阶段。根据不同含水率岩样的等时应力应变曲线,可以看出泥页岩的蠕变是非线性的;并且随含水率和应力水平的提高,应力应变的非线性程度也增大。在相同的外载条件下,随着含水率的增加,泥页岩的蠕变变形增加、蠕变进入稳定阶段所需的时间越长;而岩石长期强度呈减小的趋势。说明对于泥页岩地层的钻井施工,需要考虑泥页岩的时效变形行为及流变效应。     

基于应力和时间双重影响下岩石蠕变模型研究

为了更好地描述岩石蠕变的全过程和表征加速蠕变阶段的变形特性,研究岩石蠕变力学机理并引入弹塑性损伤体,改进广义开尔文蠕变模型,进而构建1个可反映岩石加速蠕变变形特征的弹塑性损伤体蠕变模型,并提出一种确定蠕变模型参数的方法;通过室内三轴蠕变试验计算出不同时间和应力作用下的蠕变参数,分析不同应力作用下蠕变参数与时间关系,揭示蠕变参数劣化的实质和岩石蠕变变形破坏的机理。研究结果表明:当岩石的体积压缩状态转化为扩容状态后,体积模量的绝对值随蠕变应力增大而减小,且随应力水平增大以及时间推移,岩石的蠕变扩容效果越来越明显;而损伤影响程度系数反映了在蠕变变形过程中岩石内部损伤程度,当损伤影响程度系数增大时,岩石内部的损伤程度以及岩石的加速蠕变变形也越大;通过分析蠕变参数在时间作用下劣化规律,验证了该方法是合适可行的,且建立考虑应力和时间双重影响的蠕变模型,也较好地模拟了岩石从衰减蠕变到加速蠕变的变形全过程,同时更加准确地反映了岩石的衰减和稳定蠕变阶段的蠕变特性。