软岩三轴卸荷流变力学特性及本构模型研究

摘要

本文以典型软岩—泥质粉砂岩为研究对象,进行了不同应力水平下的恒轴压、分级卸围压室内流变试验.试验结果表明,软岩在卸荷条件下的轴向及侧向流变变形较大,各向异性显著.在恒定围压较高时,轴向流变变形较大,而随着围压逐级降低,侧向流变变形发展较轴向更快,试样在破裂围压下的侧向变形远大于轴向.通过深入分析软岩卸荷流变试验成果可知,线性Burgers流变模型能较好地反映各级围压下流变曲线的衰减流变及稳态流变阶段,但对于破裂围压下的非线性加速流变阶段无法描述.基于上述分析,建立一个非线性损伤流变模型,采用Levenberg-Marquardt非线性优化最小二乘法对试验结果进行拟合,并获得软岩的非线性流变参数.经比较,拟合计算与试验曲线吻合程度很高,说明该流变模型能较好地反映软岩卸荷流变各阶段的曲线特征.