砂岩的蠕变与弹性后效特性试验研究

采用岩石全自动伺服三轴流变试验设备对三峡库区典型砂岩试样开展分级加、卸荷的蠕变与弹性后效试验，得到岩样在不同应力水平条件下时效变形曲线。试验结果表明：岩样的时效变形特征明显，随着应力水平的逐渐增大，试样的蠕变、弹性后效、不可逆变形的量值及其平均速率均呈现出逐步增大的变化趋势；其中蠕变与不可逆变形量的变化规律性具有较好的一致性，弹性后效恢复的变形平均速率的变化幅度越来越小，逐渐趋向于某一定值；岩样在加载至最后一级应力水平下出现了非线性加速蠕变现象，试验全过程曲线反映了蠕变变形典型的三阶段特征。推导了三维应力状态下的Burgers模型的蠕变与弹性后效本构方程，基于流变试验得到的数据利用优化搜索后的算法对相应参数进行辨识，分别得到岩样在蠕变与弹性后效阶段的相应三维参数；对时效参数分析得出，黏性参数 随应力水平的增加而呈非线性劣化的规律，表现出较为明显的非定常性规律特征；当试样处于蠕变阶段时，黏性参数反映的是岩石稳态蠕变变形特征，而在试样处于弹性后效阶段时，黏性参数则是描述岩样卸除荷载后不可逆变形的变化规律。