为了探究岩石单轴蠕变的应变能密度演化规律及其损伤本构模型,利用单轴蠕变-卸载试验,系统性地研究了煤、泥岩、白砂岩和红砂岩4种岩石的蠕变应变能密度演化规律。着重探讨了岩石在蠕变过程中应变能密度的转化与耗散机制,建立了不同脆性程度岩石的损伤蠕变本构模型。研究结果表明:(1)4种岩石的弹性应变能密度随蠕变时间的延长而表现出线性减少的趋势,即存在线性衰减特征;(2)结合单轴蠕变-卸载试验的结果,提出了一种基于弹性应变能密度线性衰减特征的岩石蠕变应变能计算方法;(3)4种不同脆性程度的岩石蠕变产生的耗散应变能密度与输入应变能密度随着时间增长而增长,其增长可分为衰减增长阶段、匀速增长阶段以及加速增长阶段;(4)在蠕变过程中,随着蠕变时间的增加,岩石耗散应变能密度占输入应变能密度逐渐增大,在加速蠕变与峰后的临界点达到最大,脆性程度越高加速蠕变与峰后临界点耗散应变能密度占输入应变能密度比例越大;(5)构建了基于应变能耗散的黏弹塑性-损伤耦合本构模型,该模型能够有效描述不同脆性岩石在蠕变过程中的变形曲线。

刘之喜,赵光明,孟祥瑞,等.岩石蠕变应变能密度演化时效特征与损伤本构模型研究[J/OL].采矿与岩层控制工程学报,1-14[2025-01-24].https://doi.org/10.13532/j.jmsce.cn10-1638/td.yszt-1027.