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不同浸潤時間下煤巖蠕變力學模型研究*
Study on Creep Mechanical Models of Coal and Rock under Different Infiltration Times
PDF全文閱讀
張智敏
（中鐵一院集團 陜西鐵道工程勘察有限公司，陜西 西安 710043）
摘 要：以煤巖為研究對象，進行不同浸潤時間下的單軸壓縮蠕變試驗。試驗表明，煤巖在軸向應力加載瞬間，產生瞬時彈性應變，接著出現衰減、穩定蠕變，當加載應力高于長期強度時，表現出加速蠕變行為；通過等時應力-應變曲線求拐點的方式，確定煤巖長期強度，隨著浸潤時間的增長而遞減。基于煤巖蠕變的黏彈塑性，確定基礎蠕變模型，利用考慮損傷的Hooke體描述煤巖瞬時彈性應變，分數階黏滯體表征黏彈性應變，分數階黏塑性體反映黏塑性應變，構建一個新的改進后的煤巖蠕變力學模型。結果表明，改進后模型對煤巖蠕 變曲線具有良好模擬效果，能較為準確反映煤巖在不同浸潤時間下的蠕變力學行為。
關鍵詞：浸潤時間；煤巖；加速蠕變；長期強度；模型
中圖分類號：TD315
文獻標志碼：A
文章編號：1005-8249（2024）02-0039-06
DOI：10.19860/j.cnki.issn1005-8249.2024.02.008
ZHANG Zhimin
(China Railway First Institute Group Shaanxi Railway Engineering Survey Co., Ltd., Xi'an 710043，China)
Abstract: Conduct uniaxial compression creep tests on coal and rock under different infiltration times. The experiment shows that coal rock undergoes instantaneous elastic strain at the moment of axial stress loading, followed by attenuation and stable creep. When the loading stress is higher than the long-term strength, it exhibits accelerated creep behavior; By calculating the inflection point through the isochronous stress-strain curve, the long-term strength of coal and rock is determined, which decreases with the increase of infiltration time. Based on the viscoelastic plasticity of coal rock creep, a basic creep model is determined. The Hooke volume considering damage is used to describe the instantaneous elastic strain of coal rock, the fractional order viscous body represents the viscoelastic strain, and the fractional order viscous plastic body reflects the viscoelastic strain. A new improved mechanical model of coal rock creep is constructed. The results indicate that the improved model has a good simulation effect on the creep curve of coal and rock, and can accurately reflect the creep mechanical behavior of coal and rock under different infiltration times.
Keywords: infiltration time; coal rock; accelerated creep; long-term strength; model
*基金項目：中國地質調查局二級項目（DD20201119）。
作者簡介：張智敏（1987—），男，滿族，本科，工程師，主要研究方向：地質勘察工作。
收稿日期：2023-08-17
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