循环侵水作用下受荷黄砂岩的蠕变损伤本构模型

摘要

受降雨等因素的影响，路基边坡岩体长期受侵水-干燥循环与单向载荷的共同作用，这种作用过程会显著影响边坡岩体的长期稳定性。为探究循环侵水与载荷作用对岩体蠕变特性的影响，文章开展循环侵水作用下受荷黄砂岩的蠕变试验，分析其单轴蠕变变形特性，提出力学性能损伤变量，并改进Burgers蠕变损伤模型建立黄砂岩非线性蠕变本构模型。研究结果表明：（1）在循环侵水与上覆载荷的共同作用下，黄砂岩瞬时变形与稳态蠕变变形均呈现增大趋势，相同侵水次数下，随着上覆载荷增大，长期强度较原岩样分别减少了9.64%、8.83%和7.07%,表明上覆载荷会减弱循环侵水对黄砂岩的侵蚀作用；（2）基于传统Burgers模型，构建了考虑初始损伤的非线性蠕变本构模型，并验证了其对黄砂岩非线性蠕变特性的适用性；（3）分析蠕变损伤参数，发现随蠕变应力增加，E₁与η₂呈线性增大趋势，E₂呈指数增长趋势，η₁则呈负指数减小趋势。

关键词

受荷砂岩 / 循环侵水 / 蠕变变形 / 损伤变量 / 蠕变模型