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构皮滩软岩流变模型原位载荷蠕变试验研究
摘要
软岩的流变性质及其对工程的影响一直是岩土工程领域的研究重点。本文通过原位载荷蠕变试验，研究了构皮滩软岩的流变性质与应力松弛现象，建立了相应的软岩流变模型，为工程设计和治理提供了科学依据与理论支持。
在试验中，采用了直接观测与数值模拟相结合的方法，监测了不同荷载下软岩的变形和应力变化，记录了滞回曲线和应力松弛数据，经过分析和比较得出了构皮滩软岩的流变特性与应力松弛规律。并基于结果，提出了一种适用于构皮滩软岩的流变模型-三张正切双曲线模型，能较好地描述该种软岩的流变特性，为软岩工程治理提供了理论依据。
关键词：构皮滩软岩；流变模型；应力松弛；载荷蠕变。
Abstract
Therheologicalpropertiesofsoftrockanditsimpactonengineeringhavealwaysbeenaresearchfocusinthefieldofgeotechnicalengineering.Inthispaper,throughin-situloadcreeptests,therheologicalpropertiesandstressrelaxationphenomenonofGoupiBeachsoftrockwerestudied,andthecorrespondingsoftrockrheologicalmodelwasestablished,whichprovidedscientificbasisandtheoreticalsupportforengineeringdesignandtreatment.
Intheexperiment,amethodcombiningdirectobservationandnumericalsimulationwasadoptedtomonitorthedeformationandstresschangesofsoftrockunderdifferentloads,andthehysteresiscurveandstressrelaxationdatawererecorded.Afteranalysisandcomparison,therheologicalcharacteristicsandstressrelaxationlawofGoupiBeachsoftrockwereobtained.Basedontheresults,arheologicalmodelapplicabletoGoupiBeachsoftrockwasproposed-thetripletangenthyperbolicmodel,whichcanwelldescribetherheologicalpropertiesofthissoftrock,providingatheoreticalbasisforsoftrockengineeringtreatment.
Keywords:GoupiBeachsoftrock;rheologicalmodel;stressrelaxation;loadcreep.
引言
软岩地质体由于其多孔、多裂的性质，复杂的应力应变关系和高度的非线性性质，造成了很大的不确定性和难以控制性。而软岩的流变性质，从而会影响其力学性质和变形特性，这对于岩土工程设计和施工具有非常重要的意义。
本文以构皮滩软岩为研究对象，通过原位载荷蠕变试验，对该软岩的流变特性和应力松弛规律进行了分析和研究，并建立了相应的流变模型。试验数据和分析结果可以为软岩工程治理提供理论和实践的依据。
试验方案
1.实验样品选择
本次试验的实验样品来自广东省湛江市构皮滩附近的一个开采岩芯，其颗粒分布范围在0.1-10.0mm之间，其主要矿物成分为石英、长石、角闪石和云母等。经现场勘探和岩芯研究分析，该软岩的应力水平在10-100MPa之间。
2.试验装置
试验采用了直接观测和数值模拟相结合的方法，需要建立一个能够施加荷载，监测变形和采集数据的试验装置。试验装置如下：
a.荷载装置
采用油压缸作为荷载源，其工作压力范围在0-100MPa之间。该荷载装置通过液压马达驱动，可以实现连续荷载、稳定载荷等多种工作模式。同时，该荷载装置还具有自动反向功能，能提供现场实验精度的要求。
b.变形监测装置
以压缩变形为主要变形形式，使用位移量计和应变片进行变形监测。其中，位移量计选用了瑞士HBMT20系列的位移传感器，精度达到0.01mm；应变片使用了法国HBM贴片应变测试仪，具有强耐蚀性和高线性度。同时，采用立杆+钢板+锚头+大型应变片的形式固定变形监测装置，能够保证精度和稳定性。
c.数据采集系统
选用了NI公司的数据采集设备进行数据采集。该设备具有高速率和高分辨率的优