- 巖石力學特性的時間效應
- 蔣昱州 王瑞紅 徐衛亞 朱杰兵
- 599字
- 2021-04-30 17:49:48
1.2 巖石流變力學的主要范疇
巖石具有流變性質,具體地講就是巖石礦物組構或者骨架隨時間增長而逐漸調整重組,導致其應力、應變狀態亦隨時間而持續增長變化的現象。影響巖石流變性質的因素可以分為內在因素和外在因素。內在因素是巖石本身材料的性質,例如,巖石組成礦物性質、孔隙性、含水量以及層理構造。外在因素是巖石所處的環境或試驗條件,例如,地應力、溫度、濕度、圍壓、偏應力、加載速率。在實驗室巖石流變試驗中,溫度、濕度和偏應力的變動,也會導致巖石流變變形量的變化。目前所研究的巖石流變力學的性質主要如下。
(1)蠕變特性。指在恒定長期荷載作用下,巖石總應變隨時間增長而逐漸增長的現象。
(2)應力松弛特性。指在保持恒定應變情況下,巖石應力隨著時間增長而逐漸衰減的現象。
(3)流動特性。指巖石的應變速率是應力的函數,即應變速率隨著應力逐漸增長的現象。
(4)彈性后效和滯后效應(黏滯效應)。加載時繼瞬間發生的彈性變形之后,仍有部分后續的黏性變形呈歷時增長;此外,在一定的應力水平持續作用下,在卸荷之后,這部分黏性變形雖屬可恢復的,但其恢復過程卻需要一定的滯后時間。對于加載過程中其變形隨時間的逐漸增長稱為“滯后效應”;而在卸荷之后,其變形隨時間的逐漸恢復,則稱為“彈性后效”。二者統稱為“黏滯效應”,都歸屬于流變巖體的黏性特征。
(5)長期強度。巖石強度隨時間而持續有限降低,并逐漸趨于一個穩定收斂的低限定值,這個低限定值則稱為巖石的長期強度。