[发明专利]水库消落带粘性土在湿干循环作用下的蠕变损伤模型建模方法

权利要求书

1.水库消落带粘性土在湿干循环作用下的蠕变损伤模型建模方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：构建一个粘弹性组合元件B，用来描述水库消落带粘土蠕变力学行为中的稳定蠕变阶段与衰减蠕变阶段，粘弹性组合元件B的蠕变方程为ε_B；

步骤2：引入损伤阀值σ_S和时效损伤函数D(t)，描述粘土加速蠕变阶段的蠕变损伤；

步骤3：构建损伤粘塑性体元件C，用来描述水库消落带粘土蠕变力学行为中的加速蠕变阶段；

步骤4：将步骤2中损伤阀值σ_S和时效损伤函数D(t)代入步骤3的损伤粘塑性体元件C中，确定损伤粘塑性体元件C的蠕变方程ε_C；

步骤5：将步骤1中粘弹性组合元件B的蠕变方程为ε_B与步骤3中损伤粘塑性体元件C的蠕变方程ε_C，引入经典Burgers模型的蠕变方程，获得能够精准描述粘土全蠕变过程蠕变力学行为的不同初始含水率的水库消落带粘性土在湿干循环作用下的蠕变损伤模型的蠕变方程ε(t)。

2.根据权利要求1所述水库消落带粘性土在湿干循环作用下的蠕变损伤模型建模方法，其特征在于：所述步骤1中，确定粘弹性组合元件B的蠕变方程为ε_B的方法，具体包括以下步骤：

步骤1.1、将一个与初始含水率ω相关的Maxwell体与一个含水控制元件并联，初始含水率ω的增加会导致粘土强度的降低；当粘土的初始含水率ω0％时，含水开关开启，与含水控制元件并联的Maxwell体生成粘土因强度降低而产生的蠕变增量E(ω)与η(ω)；

当粘土初始含水率ω0％，含水开关开启时，其蠕变方程为：

式中，σ为轴向应力，ε_B1为轴向应变，ω为粘土体的初始含水率，E(ω)与η(ω)是随初始含水率ω变化的非常定参数；

步骤1.2、将一个与湿干循环次数T相关的Maxwell体与一个湿干循环控制元件并联，湿干循环次数T的增加会导致粘土强度的降低；当粘土进行过湿干循环作用后，湿干循环开关开启，与湿干循环控制元件并联的Maxwell体生成粘土因强度降低而产生的蠕变增量E(T)与η(T)；

当粘土湿干循环次数T0时，湿干循环开关开启时，其蠕变方程为：

式中，σ为轴向应力，ε_B2为轴向应变，t为时间，T为粘土体进行湿干循环作用的次数，E(T)与η(T)是随湿干循环次数T变化的非定常参数；

步骤1.3、将步骤1.2中的湿干循环次数相关Maxwell元件串联代入到步骤1.1中的初始含水率相关Maxwell元件中，得到粘弹性组合元件B，根据统一瞬时叠加原理，确定粘弹性组合元件B的蠕变方程：

式中，σ为轴向应力，ε_B为元件B的轴向应变，t为时间，ω为粘土体的初始含水率，T为粘土体进行湿干循环作用的次数，E(ω)与η(ω)是随初始含水率ω变化的非常定参数，E(T)与η(T)是随湿干循环次数T变化的非定常参数。

3.根据权利要求1所述水库消落带粘性土在湿干循环作用下的蠕变损伤模型建模方法，其特征在于：所述步骤2中，描述粘土加速蠕变阶段蠕变损伤的时效损伤函数D(t)的公式为：

D(t)＝1-e^{-α(ω)β(T)t} (4)；

式中，D为损伤变量，t为时间，ω为粘土体的初始含水率，T为粘土体进行湿干循环作用的次数，α(ω)为与初始含水率ω有关的非定量材料参数，β(T)为与湿干循环次数T有关的非定量材料参数。

4.根据权利要求1所述水库消落带粘性土在湿干循环作用下的蠕变损伤模型建模方法，其特征在于：所述步骤3中，损伤粘塑性体元件C的蠕变公式为：

式中，σ为轴向应力，为元件C的轴向应变速率，ω为粘土体的初始含水率，T为粘土体进行湿干循环作用的次数，η(ω,T)为由初始含水率ω与湿干循环次数T共同决定的非定常参数。