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摘要
为表达介于理想固体和理想流体之间的人工冻土蠕变特性，常用弹簧元件、黏壶元件与滑块元件间的复杂组合来实现。基于分数阶导数理论则可用较简单的模型来表达人工冻土蠕变性质。分析山西某矿井井筒检查孔黏土不同冻结温度下的单轴抗压、蠕变试验曲线，得到温度对冻结黏土单轴抗压应力应变及蠕变特性的影响规律。在Singh-Mitchell模型的基础上，引入分数阶导数理论，建立受冻结温度、加载等级影响的分数阶冻土蠕变模型。通过分析蠕变与时间取对数的拟合曲线发现两者具有线性关系，进而得出与温度有关的模型参数。鉴于建立的分数阶冻土蠕变模型不能反映冻土蠕变加速阶段，将损伤因子引入建立的分数阶蠕变模型，建立人工冻土分数阶损伤蠕变模型。对比分析分数阶蠕变模型计算值与试验值，表明该模型能够很好地反映人工冻结黏土在稳定蠕变阶段、加速蠕变阶段变形发展特点。建立的Singh-Mitchell分数阶蠕变模型参数少、易于确定且有一定的物理意义，便于工程应用。
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