抚顺西露天矿泥岩蠕变特性试验及介观模型研究

摘要

为研究抚顺西露天矿边坡中泥岩蠕变特征，利用ITZ-1型三轴剪切仪，采用陈氏分级加载法对抚顺西露天矿边坡中的岩样进行蠕变试验，获得岩样蠕变曲线。对试验数据进行数值拟合得到改进的Burgers模型基本参数，在ABAQUS有限元分析软件中对改进的Burgers模型二次开发编写UMAT子程序。通过Python脚本结合Voronoi多边形法建立岩石介观结构模型，模拟得出岩样蠕变曲线，分析试验蠕变曲线及数值模拟得出的介观尺度损伤。研究结果表明：抚顺西露天矿边坡中泥岩具有减速和等速蠕变阶段特性，岩石介观模型模拟所得蠕变结果与试验结果误差较小，泥岩中沿轴向生长的介观结构更易发生损伤、破坏。所建岩石介观模型可以更精确地模拟岩石介观结构特征，为工程实际中的岩石力学仿真模拟提供参考。

关键词

蠕变试验 / 岩石介观模型 / 改进Burgers模型 / UMAT子程序

基金资助

国家自然科学基金项目（51808351）; 辽宁省教育厅基础研究项目（lnjc202019）