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岩石非定常Burgers蠕变模型及其参数识别韩阳;谭跃虎;李二兵;段建立;濮仕坤【期刊名称】《工程力学》【年(卷),期】2018(35)3【摘要】针对岩石蠕变的非线性特征,提出了一种非线性黏壶元件,并分别替换Burgers模型中的两个线性黏壶元件,从而建立了一种非定常参数Burgers模型。
推导了非定常Burgers模型的一维蠕变方程,分析模型参数?1与?2取值范围对蠕变方程的影响,从理论上确定了非定常模型能够描述蠕变的3个阶段。
在此基础上,将非定常Burgers模型的蠕变方程推广至三维应力状态下,并基于Levenberg-Marquardt算法对向家坝岩石的三轴压缩蠕变试验曲线进行拟合及参数识别。
通过对比定常与非定常Burgers模型的拟合曲线与相关系数,可以发现非定常Burgers模型拟合效果更好,且能够准确描述包括加速蠕变在内的岩石三阶段蠕变特性,验证了所构建非线性模型的适用性与合理性。
【总页数】8页(P210-217)【关键词】岩石力学;非定常Burgers模型;三维蠕变方程;加速蠕变;参数识别【作者】韩阳;谭跃虎;李二兵;段建立;濮仕坤【作者单位】解放军陆军工程大学国防工程学院;南京城建项目建设管理有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU45【相关文献】1.用微进化算法反演岩石蠕变模型非定常参数 [J], 彭汝发;许小健2.基于CPSO算法的岩石蠕变模型非定常参数反演分析 [J], 李志敬;朱珍德;周伟华3.基于非定常分数阶微积分的岩石蠕变模型研究 [J], 王豫宛;王伟;周倩瑶;梅胜尧4.岩石粘弹性非定常蠕变方程的参数辨识 [J], 丁志坤;吕爱钟5.基于西原体模型的非定常岩石蠕变模型 [J], 王游;卢小雨;翟国良因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
岩石材料的蠕变实验及本构模型研究蠕变是指材料在一定温度和应力条件下，随着时间的推移发生的持续变形。
在地质和工程领域，岩石是一种典型的蠕变材料。
岩石的蠕变行为对工程结构的长期稳定性和可靠性具有重要影响。
因此，对岩石材料的蠕变实验及本构模型研究具有重要的理论和实际意义。
岩石材料的蠕变实验主要分为应力松弛实验和恒定应力蠕变实验两种。
应力松弛实验是通过对材料施加一定的应力后，观察材料的应力随时间的变化，以及应变随时间的变化。
这种实验常常用来研究岩石材料的蠕变速率和蠕变变形的领导指数。
恒定应力蠕变实验则是在一定的应力水平下，观察材料的应变随时间的变化，并且通过实验数据拟合来得到本构模型。
岩石材料的蠕变行为可以通过多种本构模型来描述，其中最常用的是Norton、Burgers、Power-law以及Generalized Kelvin-Voigt模型。
这些模型可以通过实验数据进行参数拟合，从而得到对应的本构关系。
这些本构关系可以用来预测岩石材料在不同应力和温度下的蠕变行为。
此外，还可以通过拟合这些本构模型的参数，来研究岩石材料的蠕变机制。
研究表明，岩石材料的蠕变行为是由多种因素共同影响的，包括温度、应力水平、孔隙水压力、孔隙率等。
因此，在进行蠕变实验时，需要对这些因素进行控制和监测，以保证实验数据的可靠性。
同时，还需要考虑到实际工程环境中的应力和温度条件，从而得到更准确的本构关系。
总之，岩石材料的蠕变实验及本构模型研究对于预测岩石在地下工程中的蠕变行为具有重要的理论和实际意义。
通过研究岩石材料的蠕变行为及其本构关系，可以为地质和工程领域提供重要的科学依据，从而保证工程结构的长期稳定性和可靠性。
岩石流变的一种非线性黏弹塑性流变模型研究张英【摘要】将黏滞系数视为非定常量,建立黏滞系数的非线性函数关系,提出一种能描述岩石蠕变全过程的非线性流变力学模型,且在一定条件下模型可蜕变为Burgers 模型或西原正夫模型.推导了岩石在常应力和常应变条件下的流变方程;研究了岩石的非线性蠕变特性和松弛特性.对不同应力条件下的岩石蠕变试验结果进行拟合,并将本文的非线性岩石流变力学模型与试验结果进行比较.结果表明,试验曲线与理论曲线较吻合,从而证明了本模型的正确性与合理性.【期刊名称】《湖南工业大学学报》【年(卷),期】2015(029)003【总页数】5页(P10-14)【关键词】非线性流变模型;流变特性;弹黏塑性【作者】张英【作者单位】重庆地质矿产研究院外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室,重庆400042;煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心,重庆400042【正文语种】中文【中图分类】TU451在外部环境作用下，岩石类材料的应力应变表现出随时间变化而发生变化的现象称为流变。
作为常用的工程材料，岩石的流变力学特性对工程应用影响深远。
工程实例和理论分析表明，岩土工程的变形破坏与时间有密不可分的关系。
流变模型是流变力学理论的研究基础，但由于实际试验条件的限制，岩石流变力学模型研究并不深入，特别是非线性流变力学模型的研究至今尚未有统一共识。
目前对衰减蠕变和稳态蠕变的认识较成熟，多种力学模型如广义凯尔文模型、Burgers模型等，都能较好地描述岩体衰减蠕变和稳态蠕变，而不能对岩体加速蠕变进行准确描述。
关于非线性流变力学模型的研究，人们常对线性流变元件进行改进，通过非线性函数的流变元件来建立非线性流变力学模型，或者基于损伤力学理论、内时理论等新的理论建立流变力学模型。
孙钧[1-2]将黏滞系数视为变量，表示为应力与持续时间的函数。
陈沅江等[3]建立2种非线性元件，并将它们和开尔文体及虎克体相结合，得到了一种新的可较好描述软岩加速蠕变特性的复合流变力学模型。
基于FLAC^(3D)的改进Burgers蠕变损伤模型的二次开发研究杨文东;张强勇;张建国;贺如平;曾纪全【期刊名称】《岩土力学》【年(卷),期】2010(31)6【摘要】岩石的流变变形对于岩质边坡和地下结构产生重要影响,其时效特性越来越引起人们的关注。
然而通用分析软件所提供的岩石流变本构模型均有其特定的使用范围,往往不能满足工程数值分析的需要。
考虑到岩体中参数劣化造成的影响,采用了一个变参数的改进Burgers蠕变损伤模型,该模型认为岩体的蠕变参数是随时间因子逐渐弱化的,这弥补了FLAC3D自身流变模型的不足,并利用FLAC3D(Version2.1)提供的二次开发程序接口,分析了蠕变损伤模型二次开发程序运行的基本原理,给出了该模型具体的程序框图和代码编写中应该注意的关键问题。
介绍了该模型的几种退化形式,通过算例分别验证了该模型黏弹性、塑性和损伤的力学性质,分析了损伤参数对蠕变曲线的影响,并由此介绍了验证流变模型二次开发程序正确性的一般步骤。
由于采用了面向对象的编程技术,FLAC3D二次开发接口简单实用,研究思路可为其他流变本构模型的二次开发提供参考。
【总页数】9页(P1956-1964)【关键词】岩石力学;蠕变损伤模型;二次开发;程序研制【作者】杨文东;张强勇;张建国;贺如平;曾纪全【作者单位】山东大学岩土与结构工程研究中心;山东正元建设工程有限责任公司;中国水电顾问集团成都勘测设计研究院【正文语种】中文【中图分类】TU45;TP311【相关文献】1.基于改进Burgers模型下巷道围岩蠕变规律研究 [J], 张传成;刘建军;薛强2.基于ABAQUS的修正Burgers蠕变模型二次开发 [J], 付凯敏;黄晓明3.基于岩体蠕变试验的Burgers改进模型 [J], 唐佳;彭振斌;何忠明4.基于Burgers三维损伤蠕变模型的巷道围岩流变特性分析 [J], 汪涛;荣传新;王彬5.基于改进Kelvin模型的三维蠕变损伤模型研究 [J], 吴祝林;王伟;朱鹏辉;陈曦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
低动应力下岩石分数阶Burgers本构模型浦少云;黄质宏;饶军应;穆锐;郑红超;王田龙;刘小浪;李磊;王义红【期刊名称】《长江科学院院报》【年(卷),期】2018(035)002【摘要】动荷载下岩石变形特性是岩土工程界的常见问题之一.为研究岩石低动应力下变形特性,基于分数阶微积分构建分数阶黏壶,将分数阶黏壶替换Burgers模型中Maxwell常值黏壶,建立了可反映低动应力荷载作用下岩石变形规律的分数阶Burgers模型(Fractional-order Burgers Model,FBM).将动荷载分解为一个静力荷载和一个平均应力值为0的循环荷载,基于流变力学理论给出了静力作用下基于分数阶Burgers模型的岩石流变本构方程,再根据黏弹性力学理论,考虑岩石损伤、裂隙及塑性变形对动荷载下岩石储能柔量和耗能柔量造成的影响,引入储能和耗能柔量变化量,构建了循环荷载下基于分数阶Burgers模型的岩石动态响应本构方程式,最后将已获得的岩石流变本构方程式与动态响应本构方程式叠加,即得到一种新的岩石本构方程.与已有的试验结果相比,改进Burgers模型可较好地描述低动应力状态下岩石减速、等速2个阶段的变形特征,且模型参数可运用数值方法简便得到.【总页数】7页(P109-115)【作者】浦少云;黄质宏;饶军应;穆锐;郑红超;王田龙;刘小浪;李磊;王义红【作者单位】贵州大学土木工程学院,贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵阳550025;中国地质大学(武汉)工程学院,武汉430074;贵州大学土木工程学院,贵阳550025;贵州大学土木工程学院,贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TU452【相关文献】1.周期荷载下岩石分数阶黏弹塑性本构模型研究 [J], 刘汉卿;浦少云;刘西金;陈泽南;李勤;郝至诚;李磊2.真三轴应力状态下岩石损伤本构模型 [J], 张慧梅;谢祥妙;张蒙军;杨更社3.利用分数阶(G′G)展式法构造分数阶KdV-Burger方程方程的精确行波解 [J], 尹伟石;李琰;徐飞4.拉应力条件下岩石细观力学本构模型和渗透系数张量研究(I):各向异性损伤本构模型 [J], 韦立德;杨春和;徐卫亚5.拉应力条件下岩石细观力学本构模型和渗透系数张量研究(Ⅱ):各向异性渗透系数张量及算例 [J], 韦立德;杨春和;徐卫亚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
岩石蠕变性能和徐变性能测试方法与分析岩石是地壳中的基本构造材料，其性能对于地下工程的设计和施工起着至关重要的作用。
岩石的蠕变性能和徐变性能是研究岩石长期稳定性和变形特性的重要指标。
本文将对岩石蠕变性能和徐变性能的测试方法和分析进行介绍和探讨。
一、岩石蠕变性能的测试方法与分析1. 岩石蠕变性能的定义及重要性岩石蠕变性是指在恒定的应力条件下，岩石随时间的延续而发生的不可逆性变形。
蠕变性能是岩石长期稳定性的重要指标之一，对于地下工程的安全运营和设计起着至关重要的作用。
2. 岩石蠕变性能的测试方法（1）直接剪切试验法：通过对岩石样品施加恒定剪切应力，观察岩石的剪切应变随时间的变化，以评估岩石的蠕变性能。
（2）恒定应力压缩试验法：通过施加恒定应力对岩石样品进行压缩，观察岩石的应变随时间的变化，以评估岩石的蠕变性能。
（3）恒定应力拉伸试验法：通过施加恒定应力对岩石样品进行拉伸，观察岩石的应变随时间的变化，以评估岩石的蠕变性能。
3. 岩石蠕变性能的分析方法（1）蠕变曲线分析：根据岩石蠕变性能测试获得的实验数据，构建蠕变曲线，分析曲线的特征，如蠕变速率、蠕变应变等，以评估岩石的蠕变性能。
（2）蠕变模型分析：将蠕变性能的实验数据输入到合适的蠕变模型中，通过模型仿真分析，得到岩石的蠕变特性和变形规律，以评估岩石的蠕变性能。
二、岩石徐变性能的测试方法与分析1. 岩石徐变性能的定义及重要性岩石徐变性是指在恒定应力条件下，岩石随时间的延续而发生的可逆性变形。
徐变性能是评估岩石短期变形特性和应力松弛程度的指标。
2. 岩石徐变性能的测试方法（1）应力松弛试验法：通过施加恒定应力，观察岩石应变随时间的变化，以评估岩石的徐变性能。
（2）弛豫试验法：通过施加瞬时应力，观察岩石应变随时间的变化，再施加恒定应力，观察应变的进一步变化，以评估岩石的徐变性能。
3. 岩石徐变性能的分析方法（1）弛豫-徐变模型分析：根据弛豫试验与徐变试验的实验数据，将其输入到合适的模型中，通过模型分析得到岩石的徐变特性和变形规律，以评估岩石的徐变性能。
第28卷 第6期 岩 土 工 程 学 报 Vol.28 No.62006年 6月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering June, 2006岩石粘弹塑性本构关系及改进的Burgers蠕变模型袁海平，曹 平，许万忠，陈沅江（中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083）摘 要：软弱岩石一般具有粘弹塑性共存特性，而典型的Burgers蠕变模型只能描述材料第三期蠕变以前的粘弹性规律，因此，本文基于Mohr-Coulomb准则，提出了新的塑性元件，该元件假定材料屈服后完全服从Mohr-Coulomb塑性流动规律。
将该元件与典型的Burgers模型串联，形成了能模拟粘弹塑性偏量特性和弹塑性体积行为的改进型Burgers蠕变模型，推导了相应的粘弹塑性本构关系。
给出了模型参数的求解方法，编制了相应的数据处理程序，并结合工程实例，对蠕变模型参数进行了拟合和加权平均取值。
应用结果表明：试验曲线与理论计算曲线吻合，改进的Burgers蠕变模型能较好的描述岩石的蠕变特性。
关键词：Burgers模型；Mohr-Coulomb；蠕变；粘弹塑性；屈服准则；本构关系中图分类号：TU452 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2006)0796–04作者简介：袁海平(1977–)，男，博士研究生，从事岩石力学理论、工程模型及岩土工程数值计算与仿真研究。
Visco-elastop-lastic constitutive relationship of rock andmodified Burgers creep modelYUAN Hai-ping，CAO Ping，XU Wan-zhong，CHEN Yuan-jiang（School of Resources & Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China）Abstract: The classic Burgers creep model could only describe the viscoelastic behaviour of rock material before the thirdcreep-phase, but weak rock usually was visco-elasto-plastic. So according to this shortage of Burgers model, a new plastic cellwas developed based on Mohr-Coulomb criterion, which was assumed to be in absolute accordance with the plastic flow law ofMohr-Coulomb when rock failed. And then the plastic cell acted in series with the classic Burgers model, and a modifiedBurgers creep model was built and the corresponding visco-elasto-plastic constitutive relationships were deduced. The modifiedmodel could simulate visco-elasto-plastic deviatoric behavior and elasto-plastic volumetric behavior. In addition, some methodsto solve model parameters were given and some corresponding programs were developed to deal with the test data. And themodel parameters of an engineering example were fitted and the values were obtained through weighted mean ones. It wasshown that the creep testing curves were coincident well with the theoretic curves, validating that the modified Burgers creepmodel was felicitous to characterize the creep behaviour law of rock.Key words: Burgers model; Mohr-Coulomb; creep; viscoelastic plasticity; yield criterion; constitutive relationship0 引 言岩石的蠕变特性是岩石类材料重要的力学性质之一，国内外学者对岩石的蠕变特性和蠕变模型进行了大量的研究[1-10]，在理论与实践上取得了重大研究成果。
基于Burgers模型的岩盐蠕变参数试验研究王贺; 曹辉; 秦秀山【期刊名称】《《中国矿业》》【年(卷),期】2019(028)012【总页数】4页(P133-136)【关键词】岩盐; 蠕变试验; 本构模型; 长期强度【作者】王贺; 曹辉; 秦秀山【作者单位】北京矿冶科技集团有限公司北京102628; 金属矿绿色开采国际联合研究中心北京102628【正文语种】中文【中图分类】TU458+.3岩盐作为一种蒸发岩，是由含盐度高的溶液或卤水通过蒸发作用而发生化学沉淀形成的岩石[1]。
鉴于我国钾盐资源禀赋差[2]，国内钾肥企业大规模“走出去”对钾盐资源进行全球化配置，作为重要伴生资源和主要开采赋存围岩的岩盐力学特性日益受到关注[3-5]，由岩盐失稳导致的地质灾害时有发生[6]。
此外，岩盐独特的致密性、再结晶特性及一定的可塑性，被国内外学者认为是核废料处置和石油、天然气储备的理想场所之一，因此，对岩盐的蠕变特性研究广泛开展[7-9]。
本文结合某地下盐矿井工开采需求，在分析岩盐单轴压缩力学特性基础上，对两组不同埋深的岩盐试样开展了蠕变试验研究，给出了基于Burgers模型拟合分析的蠕变参数，探讨蠕变参数的离散性,并进一步验证了该模型对评价试验岩盐蠕变特性的合理性，为地下盐矿采场结构参数的设计提供借鉴。
1 岩盐单轴压缩力学特性试样取自国外某盐矿，采用钻孔取芯后加工为标准样的方式获取，均采自同一钻孔的两个不同埋深(Ⅰ组试样埋深280 m和Ⅱ组试样埋深300 m)的岩盐矿层，考虑到岩盐的潮解对试样物理力学性质的影响，在取样过程中采用油脂润滑降温，采样后蜡封并采用干式机械切削加工至标准试样尺寸(Φ50 mm×100 mm，高径比2∶1圆柱)。
试验设备采用TAW-2000微机控制岩石压力试验系统，该试验系统采用宽调速范围的电液伺服比例阀组和计算机数控全数字式闭环控制，最大轴向试验力2 000 kN，试验力测量分辨率1/200 000，试验力测量误差≤±1%，试验力控制精度≤±0.1%。
