水-岩作用下粉砂质泥岩含水损伤本构模型

作者：李安润; 邓辉^*; 王红娟; 郑瀚; 苟晓峰; 潘远阳

来源：水文地质工程地质, 2021, 48(02): 106-113.

DOI：10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202004007

• 粉砂质砂岩
• 含水率
• 三轴蠕变试验
• 本构模型
• 含水损伤效应

软岩遇水具有显著的劣化效应,以往研究主要集中于软岩的流变特性,对水-岩作用下软岩的含水损伤研究较少,但水-岩作用下软岩的含水损伤效应对工程建设的指导至关重要。因此,以滇中地区粉砂质泥岩为研究对象,对干燥状态、天然含水率和饱水条件下的粉砂质泥岩试样进行三轴压缩蠕变试验。试验结果表明:(1)不同含水率试样在初始加载阶段产生的应变量均远大于后期逐级加载阶段的应变增加量,且随着含水率的增加初始加载蠕变量逐渐增大;(2)随着含水率的提升,最终蠕变量逐渐增加,试样进入加速蠕变阶段的应力阈值逐渐降低,长期强度也显著降低。根据试验结果,基于损伤理论,引入一个非线性黏塑性体考虑含水情况对蠕变的影响,提出基于经典Burgers模型并具有水-岩作用劣化特征的含水损伤蠕变本构模型。通过1stopt软件辨识参数,并验证了模型的准确性和可适性。研究结果对于滇中红层软岩的含水损伤特性研究提供了一定的参考。

• 单位
  地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室; 成都理工大学