对“岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型)及其应用”的讨论

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1、第26卷第3期岩石力学与工程学报Vol.26No.32007年3月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMarch，2007对“岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型)及其应用”的讨论DISCUSSIONON“NONLINEARVISCOELASTO-PLASTICRHEOLOGICALMODEL(HOHAIMODEL)OFROCKANDITSENGINEERINGAPPLICATION”尤明庆(YOUMingqing)(河南理工大学能源科学与工程学院

2、，河南焦作454010)(SchoolofEngineeringScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo，Henan454010，China)中图分类号：TU458.3文献标识码：A文章编号：1000–6915(2007)03–0637–04体表示岩石的理想塑性特征，当应力σ达到某一极限值σ1引言S后，承载能力保持恒定而变形可以持续增大；而应力σ小于笔者从未进行过岩石流变力学的研究，只是近年讲授岩σ时变形为0。S石力学课程，需

3、要学习相关知识，阅读研究该方面论文。某这3个力学元件可用于正应力、正应变，也可以用于剪些论文的试验结果似乎不太可信，对流变模型和模型参数或应力和剪应变的研究，进行适当组合可描述岩石多种流变特许有所误解。自认为这是研究生因时间仓促而疏忽所致，但[1，2]征。作为Burgers模型的改进，西原流变模型得到广泛使用学习了徐卫亚等的研究成果之后，笔者失去了自信。须[1，2](见图1)，其3部分力学含义分别为：(1)瞬时弹性变形；(2)知，徐卫亚等研究得到国家重点基础研究发展规划(973)弹性后效或滞弹性；

4、(3)在应力超过σ后产生稳态蠕变，蠕项目和国家自然科学基金项目的联合资助，在法国里尔科技S83变速度与应力成线性关系。大学进行试验，为坝高305m、库容77.6×10m的锦屏一E2级水电站有关数值分析提供了可靠的参考依据。但事关工程σES1建设和课堂教学，虽知会失礼于同行，笔者仍于2005年6月25日写成“对‘绿片岩三轴流变力学特性的研究’的讨论”一σσ文；又犹豫再三，于9月3日用E-mail送到有关刊物编辑部。2006年3月16日读到“节理岩石剪切流变特性试验与η1η2[3]模型研究”一文，因而

5、打电话到有关编辑部询问拙稿的处图1西原流变模型理意见。答复是，已将我的文章节录转告作者；作者也予以Fig.1Nishihararheologicalmodel说明；编辑部请其他专家看了，决定不予公开发表。[4]2006年3月31日读到徐卫亚等“岩石非线性黏弹塑西原流变模型确实没有描述岩石加速蠕变，不能描述岩性流变模型(河海模型)及其应用”，觉得该文提出的河海模型石的破坏过程。不过，对于岩土工程而言，关键是确定某一[2，3]与徐卫亚等中完全一样，而学习之后自己对流变力学的应力状态下工程的预期寿命，或

6、者工程达到预期寿命所能允认识更加混乱。为了做一名合格教师，需要明确岩石的流变许的最大载荷。若岩石初始应变为0，作用恒定载荷σ后，性质和流变模型的含义，因而不怕贻笑于大方，将心中的疑西原流变模型给出的应变随时间变化关系为惑讲出来。为研究方便，本文的公式以(I)，(II)，…，等形σσ<σ−σ>ε=+[1−exp(−Et/η)]+St(III)式给出；文中其余公式名称以所讨论的原文中公式为准。21EEη1222力学元件和流变模型式中：为函数，定义为⎧⎪0(x＜0)在流变力学中共有3个力学元件。用

7、弹簧或Hooke体表=⎨(IV)示线弹性特征，应力–应变可表示为⎪⎩x(x≥0)σ=kε(I)西原模型具有5个模型参数，都与加载应力σ无关。式中：k为比例系数，可为弹性模量E或剪切模量G。用黏其中，E1，E2和η1利用单一应力下的蠕变试验曲线就可以确缸或牛顿体表示理想黏性特征，应力–应变速率成正比，即定；而σ和η需要由不同应力等级下的蠕变试验确定(见S2σ=ηε&(II)图2)。因此，只要西原模型能够描述岩石的稳定蠕变过程，[5]式中：η为黏性系数。k，η均为常数，与应力和应变无关。那么在得

8、到岩石开始发生加速蠕变的应变数值之后，由式(III)如果系数不是常数，就不能说成正比。用塑性滑块或圣维南就可以确定寿命与应力之间的关系。收稿日期：2006–04–11；修回日期：2006–12–25作者简介：尤明庆(1964–)，男，博士，1984年毕业于复旦大学数学系力学专业，现任教授，主要从事岩石力学方面的教学与研究工作。E-mail：youmq@hpu.edu.cn•638•岩石力学与工程学报2007年σσ−σσ−σε31313=+++11εE1/(1−2ν)9K3G1σ−σ