[发明专利]一种新的软弱岩体流变本构模型的构建及参数识别方法

权利要求书

1.一种新的软弱岩体流变本构模型的构建及参数识别方法，其特征在于包括如下步骤：

1)建立流变本构模型：将弹性体、粘性体、粘弹性体和黏塑性体进行串联，其中弹性体为随加载发生损伤劣化的弹簧元件，粘性体为理想粘性体元件，粘弹性体为Abel黏壶元件，粘塑性体为NAVPB体；

2)确定模型参数：开展软弱岩体试样的流变试验，获取试验数据，绘制流变试验曲线，基于试验数据及软弱岩体的变形破坏特征，并采用Levenberg-Marquardt方法进行模型参数的识别；

随加载发生损伤劣化的弹簧元件的本构方程为：

式中：E₀为初始弹性模量，α为损伤影响程度系数，σ为应力，ε_e为弹性应变；

所述理想粘性体元件的本构方程为：

式中：η₁粘滞系数，t为试验加载时间，ε_v为粘性应变；

所述Abel黏壶的本构方程为：

式中：η₂为粘滞系数，β为阶数，ε_ve为粘弹性应变；

所述NAVNP体本构关系为：

式中：σ_s为应力阈值，η₃为粘性系数，t_F为加速蠕变启动时间点，ε_vp为粘塑性应变，算子H(t)有如下关系式：

所建立的流变本构模型的本构关系为：

2.如权利要求1所述的一种新的软弱岩体流变本构模型的构建及参数识别方法，其特征在于，所述模型参数的识别包括以下步骤：

步骤一，开展软弱岩体试样的单轴压缩蠕变试验，获取试验数据，绘制流变试验曲线；

步骤二，根据流变试验曲线，岩体发生加速蠕变并破坏的一级应力水平即为σ_s，并根据该级应力水平的蠕变曲线的拐点位置计算出t_F，t_F为发生加速蠕变的启动时间点，σ_s为岩体发生加速蠕变并破坏的应力水平；

步骤三，通过带有自定义非线性函数拟合功能的OriginPro软件，编入模型的数学关系式，采用软件自带的最小二乘优化算法Levenberg-Marquardt方法，对试验数据进行模型参数的拟合，可获得初始弹性模量E₀、损伤影响程度系数α，粘性体、粘弹性体和黏塑性体的黏滞系数η₁、η₂和η₃，求导阶数β。