酸腐蚀条件下石膏岩分数阶蠕变本构模型研究

• 作者: 谢森林 万文 周宏伟 贾文豪 张雷 魏青 陈伟
• 来源期刊: 力学与实践
• 学科: 工学
• 关键词: 石膏岩 酸腐蚀 扫描电镜 分数阶蠕变模型 Abel黏壶
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 应用研究|Applied Research
• 页码范围: 266-275
• 页数: 10页
• 分类号: TD315
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/1000-0879-21-365

摘要

为探究地下水对岩石的侵蚀损伤,通过开展酸腐蚀条件下的石膏岩单轴压缩蠕变试验和扫描电镜试验,研究了不同pH条件下石膏岩单轴压缩蠕变特性以及酸腐蚀前后试样的微观变化.结果表明:酸腐蚀加快了试样的蠕变速度,酸性越强,蠕变速率越快;试样主要以劈裂和剪切破坏形式为主,端部出现损伤破坏的现象,酸性越强,损伤破坏越明显.微观上,干燥试样结构完整;而酸腐蚀后的试样,随着酸性增强,孔隙增多、增大,结构疏松.为描述酸腐蚀条件下石膏岩蠕变过程,通过引入酸腐蚀劣化衰减系数β 对变系数Abel黏壶进行改造,用改造后的变系数Abel黏壶元件代替西原体中黏塑性体部分的牛顿黏壶,建立了考虑酸腐蚀条件下的分数阶蠕变本构模型.通过试验数据与所建立的模型进行参数拟合,确定了模型中的参数,并对引入的参数β 进行了敏感性分析.研究表明,所提出的模型能够很好地反映酸腐蚀条件下石膏岩的蠕变三个阶段,尤其是加速蠕变阶段.