岩石蠕变特性研究的进展

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1、《矿业工程学科前沿进展》姓名：冯文林学号：211402010016班级：矿业工程学硕岩石蠕变特性研究的进展冯文林I（1•河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454003）摘要：岩石蠕变是岩土工程围岩变形失稳的重耍原因。从岩石单轴压缩流变试验、多轴压缩流变试验、以及流变试验屮的各种影响因素等来评述岩右流变试验的研究进展。同时从经验模型、元件模型、损伤断裂模型、基于内时理论的流变模型以及弹粘蜩性模型等来对岩石流变木构模型的发展进行了冋顾，以及数值模拟做流变的研究。最后，指出各向异性的岩石流变等方面是今后需要进一步深入研究的问题。ProgressofCreepPr

2、opertiesofRocksFengWen-lin1（1SchoolofEnergyScienceandEngineering,HeNanPolytechnicUniversity^HeNanJiao-zuo454003）Abstract:Rockcreepisanimportantreasonforthedeformationinstabilityofrocksurroundingrocksingeotechnicalengineering.Thedevelopmentintherockrheologicaltesthasbeensummarizedfrom

3、uniaxialrheologicalcompressiontests,multi-axialrheologicalcompressiontests,andstructureplanesandvariousinfluencefactorsinrheologicaltests.Inaddition,thedevelopmentintherockrheologicalmodelwasreviewedfromtheempiricalmodel,componentmodel，damageandfracturemodel,endochronictheory-basedrh

4、eologicalmodelandelasticvisco-plasticiymodehAndthestudyofnumericalsimulationforrheology.Finally,Itispointedoutthattheanisotropyofrockrheologyisaprobleminthefuture.0引言岩石的流变性是指岩石在外界荷载、温度等条件下呈现出与时间有关的变形、流动和破坏等性质，主要表现在弹性后效、蠕变、松弛、应变率效应、时效强度和流变损伤断裂等方面⑴岩石蠕变性研究可追溯到木世纪三十年代。1939年Griggs发表了他的研究成

5、果，提出砂岩、泥板岩和粉砂岩等类岩石中，当荷载达破坏荷载的12.5%〜80%时，就发生蠕变的观点⑵。在此以后的几十年里，很多研究者相继从各个不同方面进行了岩石蠕变研究。随着岩石力学理论与实践的不断发展，岩石蠕变研究越来越引起广泛重视⑶。但岩石流变力学理论至今还不很成熟，许多重大岩石工程的建设为岩石流变力学理论研究带来了严峻的挑战，当前岩石流变力学特性和本构模型理论的研究仍是其难点和热点问题⑷。岩石流变力学试验不仅是了解岩石流变力学特性的最重要手段，而且是构建岩石流变木构模型的重要基础⑸。一方面由于复杂应力状态下蠕变模型的构建需要更深的理论基础；另一方面，在三向应

6、力状态下的蠕变试验技术才刚刚兴起，而口开展的现场试验也不多，有赖于在工程实践中不断地积累经验、现场测试手段的改进与提高，以及理论方法上的创新与突破⑹。木文将会从岩石的单轴、三轴流变试验的研究以及流变木构模型的研究数值模拟的研究（PFC）等方而来说明岩石蠕变特性的研究进展。1蠕变试验研究1.1单轴蠕变岩石单轴压缩蠕变试验的研究成果比较丰富，对于煤样蠕变的研究如杨逾等通过煤样的单轴压缩嚅变实验，取得相关实验数据，然后利用数值分析软件Matlab将实验所得数据与理论研究结果进行拟合分析，得出其吻合程度较高,说明该模型能很好的反映实际情况，并弥补了西原模型不能够反应蠕变

7、第3阶段的不足3孙超群等基于SPII(光滑粒了流体动力学)数值计算方法，研究了非均质煤岩材料的单轴压缩试验声发射效应，揭示了煤岩的声发射效应随着均质度m的变化规律屈。岩右嫦变的研究也是十分丰富的，如林斌描以娄庄盐矿第16层岩盐为研究对彖，采用单试件多级加载方式，试验研究了该岩盐的单轴蠕变变形特征。结果表明，岩盐的蠕变变形可以采用形如y=a(l-e-bx)的指数函数描述，蠕变参数a和b可以用蠕变应力。的幕函数来描述。岩盐的长期强度约为瞬吋单-轴强度的68%,9]o;钟晶晶等以淮南杨村矿副井井筒冻结施工为工程背景，以副井井筒穿越的含盐度钙质粘土为代表，进行常温(+2

8、7°C)和C20°C)不