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岩石分数阶体积变形模型及其试验研究  
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【英文篇名】 The volume deformation behavior of rock based on fractional calculus and its experimental study
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【作者】 何明明; 李宁; 朱才辉; 陈蕴生;
【英文作者】 HE Ming-ming; LI Ning; ZHU Cai-hui; CHEN Yun-sheng; Institute of Geotechnical Engineering; Xi'an University of Technology; School of Civil Engineering; Lanzhou Jiaotong University;
【作者单位】 西安理工大学岩土工程研究所; 兰州交通大学土木工程学院;
【文献出处】 岩土力学 , Rock and Soil Mechanics, 编辑部邮箱 2016年 11期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 岩石力学; 分数阶微积分; 环向-轴向应变分数阶黏壶; 体积-轴向应变关系;
【英文关键词】 rock mechanics; fractional calculus; lateral-axial strain fractional dashpot; volume-axial strain relationship;
【摘要】 为了可以合理地描述岩石的体积变形行为,从分数阶微积分出发,基于分数阶常黏性和变黏性系数Abel黏壶元件,提出了环向-轴向应变分数阶黏壶,构建了岩石在单三轴压缩,松弛及蠕变条件下的分数阶体积应变-轴向应变关系,得到了模型的解析解,新模型可为求解岩石的体积应变提供一种新方法。在完整砂岩、泥岩试样及单裂隙砂岩试样的单三轴压缩、松弛及裂隙花岗岩蠕变试验数据的基础上,通过拟合分析确定了分数阶导数体积-轴向应变关系模型的参数,并进行了参数敏感性分析,揭示了围压、单裂隙倾角、微分阶数及模型参数对体积应变的影响规律。结果表明,利用该黏壶构建的体积-轴向应变关系模型,不仅可以更好地描述岩石体积变形的剪缩、剪胀特性,还能够反映岩石的松弛及蠕变变形特性。
【英文摘要】 To provide better description for the volume deformation of rock, a lateral-axial strain fractional dashpot is presented on the basis of the Abel dashpot with a constant viscosity coefficient and a variable viscosity coefficient. A new model of volume-axial strain relationship is proposed based on fractional order calculus. The analytical solution for the model of volume-axial strain relationship is given theoretically. The new models have the advantages of solving volumetric strain of rock. Moreover, a mul...
【基金】 国家自然科学基金资助项目(No.51179153,No.51308456); 陕西省科技计划资助项目(No.2015JM5175); 陕西省博士后基金~~
【更新日期】 2016-11-18
【分类号】 TU45
【正文快照】 岩石的变形作为岩石力学的核心概念之一,体现了承受荷载时其变形能力。然而,岩石并不是理想弹性材料,力学性质常常具有时间依赖性,其变形特性对于地下核工程、储能工程、水利工程、硐室工程、边坡处理和沉降等岩体工程问题至关重要。目前,关于岩石体积变形的研究仍然是通过环向

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