目的 准确计算冻土蠕变对人工冻结壁设计至为重要。为能更好地掌握冻结钙质黏土蠕变发展规律的目的。方法 对取自淮南某矿井筒检查孔深部原状钙质黏土进行单轴抗压试验与蠕变试验,建立了能反应冻结温度和应力加载等级影响的冻结钙质黏土双曲线蠕变本构模型。将蠕变试验时的瞬时应变、蠕变加载应力值以及应变-时间曲线代入蠕变模型公式并求解参数,构建出可以分别描述冻结钙质黏土瞬时应变和蠕变应变两部分的蠕变模型,并进行验证。鉴于冻结温度场不均匀性,采用蒙特卡洛法考虑温度参数的空间变异性对蠕变模型进行可靠性分析,表明所建模型能更好地预测低温下高应力水平冻结钙质黏土蠕变特性。结果 所建模型计算结果表明,理论值与试验值拟合优度较高,便于实际工程应用,结论 可为钙质黏土冻结壁稳定性研究提供参考。
目的 准确计算冻土蠕变对人工冻结壁设计至为重要。为能更好地掌握冻结钙质黏土蠕变发展规律的目的。方法 对取自淮南某矿井筒检查孔深部原状钙质黏土进行单轴抗压试验与蠕变试验,建立了能反应冻结温度和应力加载等级影响的冻结钙质黏土双曲线蠕变本构模型。将蠕变试验时的瞬时应变、蠕变加载应力值以及应变-时间曲线代入蠕变模型公式并求解参数,构建出可以分别描述冻结钙质黏土瞬时应变和蠕变应变两部分的蠕变模型,并进行验证。鉴于冻结温度场不均匀性,采用蒙特卡洛法考虑温度参数的空间变异性对蠕变模型进行可靠性分析,表明所建模型能更好地预测低温下高应力水平冻结钙质黏土蠕变特性。结果 所建模型计算结果表明,理论值与试验值拟合优度较高,便于实际工程应用,结论 可为钙质黏土冻结壁稳定性研究提供参考。
目的 准确计算冻土蠕变对人工冻结壁设计至为重要。为能更好地掌握冻结钙质黏土蠕变发展规律的目的。方法 对取自淮南某矿井筒检查孔深部原状钙质黏土进行单轴抗压试验与蠕变试验,建立了能反应冻结温度和应力加载等级影响的冻结钙质黏土双曲线蠕变本构模型。将蠕变试验时的瞬时应变、蠕变加载应力值以及应变-时间曲线代入蠕变模型公式并求解参数,构建出可以分别描述冻结钙质黏土瞬时应变和蠕变应变两部分的蠕变模型,并进行验证。鉴于冻结温度场不均匀性,采用蒙特卡洛法考虑温度参数的空间变异性对蠕变模型进行可靠性分析,表明所建模型能更好地预测低温下高应力水平冻结钙质黏土蠕变特性。结果 所建模型计算结果表明,理论值与试验值拟合优度较高,便于实际工程应用,结论 可为钙质黏土冻结壁稳定性研究提供参考。
钙质黏土地层具有结冰温度低、冻结后膨胀性大、遇水易崩解、强度低等工程地质问题,一直是冻结法施工的重难点。建立形式较为简洁的剪切模型是设计钙质黏土冻结壁的关键。以淮南地区深部原状钙质黏土为研究对象,进行不同温度和围压下的三轴剪切试验,得到了温度、围压对应力-应变的影响规律,建立了剪切强度与冻结温度、围压间的关系。针对冻结钙质黏土三轴剪切应力应变性质介于理想弹性与理想塑性之间的特性,将分数阶微积分引入双曲线模型,建立了能同时考虑温度和围压影响的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型。将应变进行分数阶变化,得到分数阶应变与应力间的线性关系,进而分别建立温度、围压影响下的方程组。通过求解线性方程组,得到分数阶双曲线模型参数。通过对比分数阶双曲线模型计算的应力值、邓肯-张模型计算的应力值和冻结钙质黏土的试验值,表明所建立的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型能够很好地描述钙质黏土应力-应变曲线的规律,拟合精度更高。所建立的模型概念清晰、参数少、易于确定且物理意义明确,便于工程运用。
钙质黏土地层具有结冰温度低、冻结后膨胀性大、遇水易崩解、强度低等工程地质问题,一直是冻结法施工的重难点。建立形式较为简洁的剪切模型是设计钙质黏土冻结壁的关键。以淮南地区深部原状钙质黏土为研究对象,进行不同温度和围压下的三轴剪切试验,得到了温度、围压对应力-应变的影响规律,建立了剪切强度与冻结温度、围压间的关系。针对冻结钙质黏土三轴剪切应力应变性质介于理想弹性与理想塑性之间的特性,将分数阶微积分引入双曲线模型,建立了能同时考虑温度和围压影响的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型。将应变进行分数阶变化,得到分数阶应变与应力间的线性关系,进而分别建立温度、围压影响下的方程组。通过求解线性方程组,得到分数阶双曲线模型参数。通过对比分数阶双曲线模型计算的应力值、邓肯-张模型计算的应力值和冻结钙质黏土的试验值,表明所建立的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型能够很好地描述钙质黏土应力-应变曲线的规律,拟合精度更高。所建立的模型概念清晰、参数少、易于确定且物理意义明确,便于工程运用。
钙质黏土地层具有结冰温度低、冻结后膨胀性大、遇水易崩解、强度低等工程地质问题,一直是冻结法施工的重难点。建立形式较为简洁的剪切模型是设计钙质黏土冻结壁的关键。以淮南地区深部原状钙质黏土为研究对象,进行不同温度和围压下的三轴剪切试验,得到了温度、围压对应力-应变的影响规律,建立了剪切强度与冻结温度、围压间的关系。针对冻结钙质黏土三轴剪切应力应变性质介于理想弹性与理想塑性之间的特性,将分数阶微积分引入双曲线模型,建立了能同时考虑温度和围压影响的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型。将应变进行分数阶变化,得到分数阶应变与应力间的线性关系,进而分别建立温度、围压影响下的方程组。通过求解线性方程组,得到分数阶双曲线模型参数。通过对比分数阶双曲线模型计算的应力值、邓肯-张模型计算的应力值和冻结钙质黏土的试验值,表明所建立的冻结钙质黏土分数阶双曲线模型能够很好地描述钙质黏土应力-应变曲线的规律,拟合精度更高。所建立的模型概念清晰、参数少、易于确定且物理意义明确,便于工程运用。