基于分级加载蠕变模型的参数快速标定方法

摘要

蠕变是冻土区铁路路基变形的关键影响因素之一,常通过分级加载蠕变试验来研究冻土蠕变特性。通过曲线拟合方法标定蠕变模型参数前,常需要将冻土分级加载蠕变试验数据通过“陈氏法”转化为分别加载蠕变试验数据,转化过程较为繁琐。以时间硬化蠕变(Time Hardening Creep,THC)模型为例,对THC模型公式执行与“陈氏法”相逆的操作,推导出了THC模型的分级加载形式。基于此分级加载蠕变模型公式,可直接利用分级加载单轴蠕变试验数据,通过曲线拟合快速标定参数。另外,提供了不同时间单位和应力单位下THC模型参数的变换关系,无需曲线拟合,根据时间和应力单位变化前的参数即可直接标定单位变化后的变换参数。在-0.5、-2.0℃条件下对粗粒土进行了分级加载单轴蠕变试验,基于分级加载THC模型标定了参数,并用拟合参数和变换参数预测了经“陈氏法”转化后的分别加载数据,两种参数预测的相关系数均超过0.9。提出的分级加载THC模型和不同单位下的参数变换关系简化了参数标定流程,实现了参数的快速标定,为冻土地区铁路路基工程的设计和数值模拟提供了有效支持。