岩石流变理论.pptx
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1、资源与环境工程学院岩石流变理论资源与环境工程学院流变概念流变概念:1、流变性:岩石的应力应变与时间因素有关的性质。2、流变现象:岩石在变形过程中具有时间效应的关系。资源与环境工程学院流变现象流变现象:1、蠕变:当应力恒定时,应变随时间延长而增加的现象称为蠕变。2、松弛:当应变保持恒定时,应力随时间延长而减小的现象称为松弛。资源与环境工程学院流变现象3、弹性后效:加载(卸载)一定时间以后,应变才增加(减小)到一定程度的现象称为弹性后效。4、粘性流动:加载一段时间以后卸载,岩石产生永久不可恢复的变形的现象称为粘性流动。资源与环境工程学院蠕变蠕变类型:稳定蠕变:蠕变开始阶段变形较快,随后逐渐减慢,最
2、后趋于一稳定值。不稳定蠕变:变形随时间延长无限增大,直至岩石破坏。资源与环境工程学院蠕变蠕变曲线特征:岩石典型蠕变曲线岩石典型蠕变曲线资源与环境工程学院蠕变蠕变影响因素:岩性压力温度与湿度资源与环境工程学院长时强度长时强度:在极缓慢加载情况下,岩石经过漫长的时间才破坏,此时对应的应力水平称长时强度。资源与环境工程学院长时强度由应力时间曲线获得长时强度资源与环境工程学院长时强度长时强度获取步骤:取不同做蠕变实验获取应力时间变化关系图。由每条曲线加速蠕变达到破坏时对应的应变值确定荷载作用所经历时间t。以破坏应力及破坏前经历时间t绘制应力时间曲线图。该曲线的水平渐近线,截距为长时强度。资源与环境工程
3、学院长时强度由应力应变时间曲线获得长时强度资源与环境工程学院长时强度长时强度获取步骤:取不同做蠕变实验获取应力时间变化关系图。在蠕变曲线上不同时间点做垂线与各蠕变曲线相交。用垂线与蠕变曲线交点绘制应力应变曲线图。取t的一条曲线的水平渐近线,截距为长时强度。资源与环境工程学院长时强度长时强度解析式表达:经验常数:瞬时强度:长时强度资源与环境工程学院流变理论分析方法流变理论分析方法:实验法(实验观测,数学拟合,经验方程)实验法:将应力实验观测的数据曲线分段,用函数公式逐段拟合,将各段函数合并,得经验方程。资源与环境工程学院流变理论分析方法模型法(力学模型,本构方程,数学求解)模型法:利用基本力学元
4、件组合成不同的力体体,模拟岩石的变形性质,并建立力学本构方程,通过数学求解流变方程(微分方程法)。资源与环境工程学院流变基本元件介绍流变基本元件介绍本构方程:蠕变方程:1、弹性体(虎克体)代表元件:弹簧资源与环境工程学院流变基本元件介绍卸载方程:松弛方程:资源与环境工程学院流变基本元件介绍本构方程:蠕变方程:2、粘性体(牛顿体)代表元件:阻尼器资源与环境工程学院流变基本元件介绍卸载方程:松弛方程:资源与环境工程学院流变基本元件介绍3、塑性体(圣维南体)代表元件:摩擦片本构方程:蠕变方程:资源与环境工程学院流变基本元件介绍卸载方程:松弛方程:资源与环境工程学院流变基本元件介绍4、刚体(尤可利体)
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