非定常开尔文模型在浅变质板岩蠕变研究中的应用

"浅变质板岩非定常开尔文模型研究* (2015年)" 本文主要探讨了在岩石工程中，特别是在处理浅变质板岩这种地质材料时，如何更精确地描述其蠕变行为的问题。蠕变是指材料在持续应力作用下随时间缓慢变形的现象，对于岩石工程的稳定性分析至关重要。随着对岩石蠕变特性的深入研究，尤其是不同含水状态下的试验数据，科学家们需要构建更符合实际的本构模型来模拟这一过程。 传统上，开尔文模型（Kelvin model）被广泛用于描述线性粘弹性材料的行为，它由一个弹簧和一个粘滞体串联组成，其中粘滞体的黏滞系数是恒定的。然而，对于浅变质板岩，这种定常的描述可能不足以捕捉其复杂的时间依赖性蠕变特性。因此，作者刘小军、刘新荣、王军保和许健提出了一个创新的非定常粘滞体元件，这个元件的黏滞系数随时间变化，以更好地反映实际的蠕变行为。 基于这个新元件，他们构建了一个非定常开尔文模型，替代了原模型中的定常粘滞体。通过推导出新模型的蠕变方程，可以预测材料随时间的变形。随后，他们利用浅变质板岩的单轴压缩蠕变试验数据，采用曲线拟合方法反演了非定常和常规开尔文模型的蠕变参数。 实验结果显示，在不同的应力水平下，非定常开尔文模型的拟合曲线与试验数据更为吻合，这表明新模型能更准确地描述浅变质板岩的蠕变特性，具有更高的适用性和准确性。这一研究为岩石工程领域的蠕变预测提供了更为精细的工具，有助于提高工程设计的安全性和可靠性。 关键词：浅变质板岩；非定常开尔文模型；蠕变系数 中图分类号：U121 文献标识码：A 文章编号：1673-0836(2015)04-0975-05 这项研究的意义在于，它不仅提出了一个更适应实际情况的蠕变模型，而且通过实验证明了模型的有效性，为地质工程和岩石力学的研究提供了理论基础和实践指导。未来的工作可能包括将此模型应用于更多类型的岩石和更广泛的环境条件，以进一步验证其普适性。