卸荷破裂岩体非定常分数阶蠕变模型

摘要

针对锦屏一级水电站地下厂房大理岩赋存环境地应力高的特点,通过室内试验将完整大理岩试件制备为卸荷作用下形成的含破裂面试件,并对卸荷破裂岩体试件进行了三轴蠕变试验,揭示了卸荷破裂岩体轴向和横向蠕变特征及围压效应。恒定荷载下,卸荷破裂岩体横向变形较轴向变形具有更显著的蠕变特征,且围压对横向蠕变发展的限制作用更明显。针对卸荷破裂岩体蠕变的非线性特征及横向蠕变特征,采用Koeller分数阶粘弹性体替换了广义开尔文体中的牛顿体,并考虑模型参数在应力与时间影响下的非定常特性,结合扩容比时间关系方程,建立了能全面描述卸荷破裂岩体横向蠕变特征的非定常分数阶模型。试验结果对比模型结果表明该模型能够较好地描述卸荷破裂岩体轴向与横向蠕变的非线性特征,对于研究高应力、强卸荷作用下地下硐室围岩侧向长期变形具有一定参考意义。