巖石蠕變特性研究的進(jìn)展

1、礦業(yè)工程學(xué)科前沿進(jìn)展姓名：馮文林 學(xué)號(hào)：211402010016 班級(jí)：礦業(yè)工程學(xué)碩巖石蠕變特性研究的進(jìn)展馮文林1（1. 河南理工大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454003）摘要：巖石蠕變是巖土工程圍巖變形失穩(wěn)的重要原因。從巖石單軸壓縮流變?cè)囼?yàn)、多軸壓縮流變?cè)囼?yàn)、以及流變?cè)囼?yàn)中的各種影響因素等來評(píng)述巖石流變?cè)囼?yàn)的研究進(jìn)展。同時(shí)從經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒃Ｐ?、損傷斷裂模型、基于內(nèi)時(shí)理論的流變模型以及彈粘塑性模型等來對(duì)巖石流變本構(gòu)模型的發(fā)展進(jìn)行了回顧,以及數(shù)值模擬做流變的研究。最后,指出各向異性的巖石流變等方面是今后需要進(jìn)一步深入研究的問題。Progress of Creep Properties o

2、f RocksFeng Wen-lin1（1 School of Energy Science and Engineering, He Nan Polytechnic University,He Nan Jiao-zuo 454003)Abstract：Rock creep is an important reason for the deformation instability of rock surrounding rocks in geotechnical engineering. The development in the rock rheological test has bee

3、n summarized from uniaxial rheological compression tests, multi-axial rheological compression tests, and structure planes and various influence factors in rheological tests. Inaddition, the development in the rock rheological model was reviewed from the empirical model,component model, damage and fr

4、acture model, endochronic theory-based rheological model and elasticvisco-plasticiy model,And the study of numerical simulation for rheology. Finally，It is pointed out that the anisotropy of rock rheology is a problem in the future.0 引言巖石的流變性是指巖石在外界荷載、溫度等條件下呈現(xiàn)出與時(shí)間有關(guān)的變形、流動(dòng)和破壞等性質(zhì),主要表現(xiàn)在彈性后效、蠕變、松弛、應(yīng)變率效應(yīng)

5、、時(shí)效強(qiáng)度和流變損傷斷裂等方面1巖石蠕變性研究可追溯到本世紀(jì)三十年代。1939年Griggs發(fā)表了他的研究成果,提出砂巖、泥板巖和粉砂巖等類巖石中,當(dāng)荷載達(dá)破壞荷載的12.5% 80%時(shí),就發(fā)生蠕變的觀點(diǎn)2。在此以后的幾十年里,很多研究者相繼從各個(gè)不同方面進(jìn)行了巖石蠕變研究。隨著巖石力學(xué)理論與實(shí)踐的不斷發(fā)展,巖石蠕變研究越來越引起廣泛重視3。但巖石流變力學(xué)理論至今還不很成熟,許多重大巖石工程的建設(shè)為巖石流變力學(xué)理論研究帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),當(dāng)前巖石流變力學(xué)特性和本構(gòu)模型理論的研究仍是其難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題4。巖石流變力學(xué)試驗(yàn)不僅是了解巖石流變力學(xué)特性的最重要手段,而且是構(gòu)建巖石流變本構(gòu)模型的重要基礎(chǔ)5。

6、一方面由于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下蠕變模型的構(gòu)建需要更深的理論基礎(chǔ)；另一方面，在三向應(yīng)力狀態(tài)下的蠕變?cè)囼?yàn)技術(shù)才剛剛興起，而且開展的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)也不多，有賴于在工程實(shí)踐中不斷地積累經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試手段的改進(jìn)與提高，以及理論方法上的創(chuàng)新與突破6。本文將會(huì)從巖石的單軸、三軸流變?cè)囼?yàn)的研究以及流變本構(gòu)模型的研究數(shù)值模擬的研究（PFC）等方面來說明巖石蠕變特性的研究進(jìn)展。1蠕變?cè)囼?yàn)研究1.1單軸蠕變 巖石單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)的研究成果比較豐富,對(duì)于煤樣蠕變的研究如楊逾等通過煤樣的單軸壓縮蠕變實(shí)驗(yàn),取得相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),然后利用數(shù)值分析軟件Matlab將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與理論研究結(jié)果進(jìn)行擬合分析,得出其吻合程度較高,說明該模型能很好

7、的反映實(shí)際情況,并彌補(bǔ)了西原模型不能夠反應(yīng)蠕變第3階段的不足7；孫超群等基于SPH(光滑粒子流體動(dòng)力學(xué))數(shù)值計(jì)算方法,研究了非均質(zhì)煤巖材料的單軸壓縮試驗(yàn)聲發(fā)射效應(yīng),揭示了煤巖的聲發(fā)射效應(yīng)隨著均質(zhì)度m的變化規(guī)律8。巖石蠕變的研究也是十分豐富的，如林斌描以婁莊鹽礦第16層巖鹽為研究對(duì)象,采用單試件多級(jí)加載方式,試驗(yàn)研究了該巖鹽的單軸蠕變變形特征。結(jié)果表明,巖鹽的蠕變變形可以采用形如y=a(1-e-bx)的指數(shù)函數(shù)描述,蠕變參數(shù)a和b可以用蠕變應(yīng)力的冪函數(shù)來描述。巖鹽的長(zhǎng)期強(qiáng)度約為瞬時(shí)單軸強(qiáng)度的68%9。;鐘晶晶等以淮南楊村礦副井井筒凍結(jié)施工為工程背景,以副井井筒穿越的含鹽度鈣質(zhì)粘土為代表,進(jìn)行常溫

8、(+27)和(-20)不同含鹽度鈣質(zhì)粘土條件下的單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。通過對(duì)飽和含鹽凍結(jié)鈣質(zhì)粘土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),得到了試驗(yàn)條件下土體在相同溫度下單軸抗壓強(qiáng)度與結(jié)冰溫度隨含鹽量變化的強(qiáng)度特性。為低溫條件下含鹽鈣質(zhì)粘土力學(xué)特性和煤礦凍結(jié)壁設(shè)計(jì)施工提供設(shè)計(jì)基礎(chǔ)10;茅獻(xiàn)彪等學(xué)者采用美國(guó)MTS810電液伺服材料試驗(yàn)機(jī)和其配套設(shè)備MTS652.02高溫環(huán)境爐試驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)常溫及700高溫狀態(tài)下泥巖進(jìn)行了分級(jí)加載蠕變?cè)囼?yàn)的研究,得到了相應(yīng)的蠕變曲線,給出了泥巖蠕變經(jīng)驗(yàn)方程,并初步建立了考慮溫度效應(yīng)的泥巖蠕變本構(gòu)模型11;韓立軍等通過泥質(zhì)砂巖單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn),揭示巖石蠕變變形與破壞的特點(diǎn),反映了不同應(yīng)力路徑下的

9、巖石蠕變速率與發(fā)展過程,建立了泥質(zhì)砂巖的非線性蠕變模型,并通過對(duì)試件施加側(cè)向剛約束和錨固約束,以反映地下工程圍巖在平面應(yīng)變狀態(tài)和支護(hù)狀態(tài)下的蠕變特性12;劉小軍等基于不同含水狀態(tài)下淺變質(zhì)板巖單軸蠕變特性的試驗(yàn)研究結(jié)果,考慮水對(duì)淺變質(zhì)板巖蠕變參數(shù)的劣化效應(yīng),分析蠕變參數(shù)隨飽和度的變化規(guī)律并建立數(shù)學(xué)關(guān)系式。研究表明:飽和度越大,瞬時(shí)彈性模量、黏性模量以及黏滯系數(shù)越小,其中瞬時(shí)彈性模量與飽和度線性負(fù)相關(guān),而黏性模量和黏滯系數(shù)與飽和度呈負(fù)指數(shù)相關(guān)13;王興宏等采用MTS815多功能巖石試驗(yàn)機(jī)對(duì)巖樣進(jìn)行24 h單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn),得到巖石軸向應(yīng)變-時(shí)間曲線。分析巖石應(yīng)變-時(shí)間曲線,發(fā)現(xiàn)茅口灰?guī)r具有彈性-彈

10、粘性之流變特性,與Poyting-Thomson model相似。用Origin軟件對(duì)流變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)用Poyting-Thomson model方程進(jìn)行擬合,得到低應(yīng)力下流變擬合曲線,該擬合曲線能較好反應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)14。 王春萍等將高溫?fù)p傷流變?cè)娼?jīng)典西原模型中Newton元件的方法,構(gòu)建了能夠描述不同溫度條件下花崗巖蠕變?nèi)^程的本構(gòu)模型。分析了不同溫度條件下花崗巖單軸蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果,確定了模型參數(shù),獲得了溫度對(duì)花崗巖蠕變關(guān)鍵參數(shù)的影響規(guī)律15;單仁亮等對(duì)-10的凍結(jié)紅砂巖進(jìn)行了單軸蠕變?cè)囼?yàn),應(yīng)力水平依次為0.36、0.45和0.54,發(fā)現(xiàn)當(dāng)應(yīng)力水平為0.36和0.45時(shí),紅砂巖蠕變?yōu)榉€(wěn)定蠕變,

11、當(dāng)應(yīng)力水平為0.54時(shí),蠕變?yōu)椴环€(wěn)定蠕變。應(yīng)力水平越高,蠕變達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間越長(zhǎng)。對(duì)蠕變曲線的導(dǎo)函數(shù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)紅砂巖不穩(wěn)定蠕變的加速階段門檻值為13 h16;李金和等采用分級(jí)加載方式進(jìn)行單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn),獲得大理巖的單軸壓縮蠕變曲線。對(duì)比發(fā)現(xiàn)五元件Kelvin模型能較好的擬合蠕變?cè)囼?yàn)曲線,取其作為大理巖蠕變模型17;韓鎧屺等通過單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)研究含水率以及顆粒組成對(duì)粗粒土蠕變的影響規(guī)律,分析砂質(zhì)板巖粗粒土在不同影響因素(含水狀態(tài)、顆粒組成)下的蠕變特性,并基于與試驗(yàn)結(jié)果相符的H-K蠕變模型,探討含水率、細(xì)顆粒含量、應(yīng)力與蠕變參數(shù)之間的關(guān)系18;王瑞甫利用單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn),并基于與試驗(yàn)結(jié)果相

12、符的H-K蠕變模型,探討細(xì)顆粒含量與蠕變參數(shù)之間的關(guān)系,分析砂質(zhì)板巖粗粒土中細(xì)顆粒含量對(duì)其蠕變特性的影響規(guī)律191.2三軸蠕變 近年來巖石多軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)的研究成果也不少,如楊江偉等采用RLW-2000M微機(jī)控制煤巖流變儀，重點(diǎn)分析了孔隙水壓力分級(jí)加載時(shí)蠕變條件下巖石的應(yīng)變、滲流體積演化曲線，同時(shí)對(duì)不同滲流水壓力分級(jí)加載條件下的巖石蠕變演化曲線進(jìn)行了模型分析和對(duì)比20; 王鵬程采用分級(jí)增量循環(huán)加卸載方式,利用SR-6型三聯(lián)式三軸蠕變儀對(duì)陜西省涇陽縣某邊坡原狀黃土進(jìn)行了三組室內(nèi)三軸固結(jié)排水蠕變?cè)囼?yàn),著重研究了黃土黏彈塑性的基本規(guī)律,以此建立了黏彈塑性九元件蠕變模型21; 單仁亮等以鄂爾多斯梅林廟

13、礦500600 m處紅砂巖為研究對(duì)象,分別對(duì)不同凍結(jié)溫度(10,-5,-10,-15)、不同圍壓(0,4,8,12 MPa)條件下飽水紅砂巖進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)，研究不懂溫度對(duì)巖石蠕變特性的影響22;張龍?jiān)撇捎萌S流變?cè)囼?yàn)機(jī),開展硬脆性輝綠巖不同應(yīng)力路徑下的三軸流變?cè)囼?yàn)研究，卸荷流變和加載流變都存在門檻效應(yīng);加載流變破壞的側(cè)向應(yīng)變?yōu)檩S向應(yīng)變的23倍,卸荷流變破壞時(shí)為17倍;加載流變破壞形態(tài)主要為剪切破壞,而卸荷流變破壞形態(tài)主要為劈裂破壞;軸向應(yīng)力1恒定卸圍壓流變時(shí)巖樣表現(xiàn)出的脆性比偏應(yīng)力(1-3)恒定卸圍壓流變更為劇烈;二者的流變破壞破壞強(qiáng)度均比常規(guī)三軸強(qiáng)度低23;殷琪等選取了金沙江向家壩水電站壩

14、基的典型砂巖試樣,采用三軸壓縮試驗(yàn)對(duì)砂巖蠕變特性進(jìn)行研究,分析了流變失穩(wěn)破壞時(shí)的特征及砂巖的軸向、側(cè)向和體積應(yīng)變的全過程蠕變曲線異同點(diǎn),對(duì)砂巖的長(zhǎng)期強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)分析24;王俊光等為研究水對(duì)油頁巖蠕變規(guī)律的影響,以不同含水狀態(tài)下油頁巖三軸壓縮蠕變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù),對(duì)水作用下油頁巖蠕變3個(gè)階段各自的力學(xué)特征進(jìn)行了分析25;蔣海飛等基于高圍壓高水壓條件下砂巖三軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果,分析巖石蠕變規(guī)律,選取Burgers模型對(duì)低應(yīng)力水平下的蠕變特性進(jìn)行描述，運(yùn)用通用全局優(yōu)化算法,對(duì)提出的非線性黏彈塑性蠕變模型參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí),辨識(shí)結(jié)果驗(yàn)證了新構(gòu)建模型的正確性與合理性26;劉建鋒等通過分析鹽巖在三軸應(yīng)力狀態(tài)下的

15、變形,說明了較高圍壓下鹽巖的大變形特性,提出了三軸應(yīng)力狀態(tài)下,利用軸向荷載除以試件初始橫截面面積得到應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系存在的問題,據(jù)此對(duì)工程應(yīng)變和對(duì)數(shù)應(yīng)變進(jìn)行了分析和對(duì)比,闡明了這兩種應(yīng)變的適用條件,并開展了不同圍壓下的試驗(yàn)測(cè)試和對(duì)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析27;熊良宵等對(duì)綠片巖試樣進(jìn)行雙軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn),采用六元件黏彈性流變模型對(duì)試驗(yàn)曲線進(jìn)行擬合分析,研究試樣寬度尺寸對(duì)蠕變變形規(guī)律的影響28;左永振等為降低深厚覆蓋層上壩基的工后變形,常需要對(duì)大壩基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿處理。采用大型三軸蠕變?cè)囼?yàn)儀,對(duì)固結(jié)灌漿前后的砂礫石試樣進(jìn)行三軸蠕變?cè)囼?yàn),通過計(jì)算蠕變量和相關(guān)蠕變參數(shù)對(duì)固結(jié)灌漿效果進(jìn)行分析29;楊奇等研究高速鐵路

16、橋梁樁底砂土層的蠕變變形規(guī)律,獲取其蠕變模型和模型參數(shù),開展樁底砂土的蠕變?cè)囼?yàn)。針對(duì)超長(zhǎng)樁樁端高應(yīng)力環(huán)境,通過室內(nèi)側(cè)限高壓?jiǎn)蜗驂嚎s試驗(yàn)獲得樁底土樣在多級(jí)荷載作用下的應(yīng)力應(yīng)變時(shí)間關(guān)系曲線30;王伸遠(yuǎn)等通過將試樣等向固結(jié)再凍結(jié),然后保持軸壓不變進(jìn)行徑向卸載的實(shí)驗(yàn)方法,獲得深部?jī)鼋Y(jié)黏土在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的蠕變變形規(guī)律.對(duì)凍黏土進(jìn)行了大量的三軸蠕變?cè)囼?yàn),得到了在凍結(jié)溫度不同和固結(jié)圍壓不同條件下的蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果31。 大量的單軸與三軸壓縮流變?cè)囼?yàn)都可以驗(yàn)證巖石在流變?nèi)^程的三個(gè)階段，而這些階段的應(yīng)力-應(yīng)變確是研究巖石破壞的重要的依據(jù)，也是解釋巖石各種變形的很好的憑證，但是由于巖石蠕變強(qiáng)度的難于確定，以至于很

17、多蠕變的試驗(yàn)很難做成功，找到一種可靠地方法來確定巖石的蠕變強(qiáng)度是很多工作者迫切想要完成的，也會(huì)是以后研究蠕變的重點(diǎn)與難點(diǎn)。2 PFC模擬 由于做巖石蠕變?cè)囼?yàn)的成功率不是特別的高，而且做實(shí)驗(yàn)又非常的耗時(shí)，所以許多研究者為了能夠準(zhǔn)確的獲得蠕變的特性而選擇利用數(shù)值模擬來研究巖石的特性，因而出現(xiàn)了很多軟件例如PFC，F(xiàn)LAC，RFPA等一系列的模擬軟件，而筆者僅介紹利用PFC做巖石蠕變的模擬。PFC（partice flow code in 2 dimension）即顆粒流程序，是離散單元軟件，不同于有限元軟件，主要用于模擬離散元顆粒球體間的運(yùn)動(dòng)與相互作用,非常適用于散體顆粒介質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)，可以對(duì)固體

18、力學(xué)和顆粒流方面等問題進(jìn)行有效的解決。介質(zhì)由相互獨(dú)立的單元顆粒組成，其中，顆粒之間通過接觸模型傳遞外力荷載，整個(gè)介質(zhì)體系中的力和位移隨著運(yùn)動(dòng)和接觸作用的循環(huán)不斷地更新，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。PFC可以通過兩個(gè)或更多顆粒間的連接生成各種各樣形狀的顆粒體；它也可以模擬有彈性性質(zhì)脆性材料，使顆粒與周圍的顆粒粘結(jié)在一起；當(dāng)達(dá)到一定承載力時(shí)，顆粒間粘結(jié)會(huì)被破壞。PFC中包含有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算，可以使顆粒緊密的聯(lián)系在一起(用PFC內(nèi)置fish語言編寫的函數(shù) fishtank應(yīng)用了大部分邏輯運(yùn)算關(guān)系)32。 David O. Potyondy教授等首先利用PFC在BMP模型的基礎(chǔ)上，又引入了PSC模型，成功的做出

19、了流變的數(shù)值模擬并解決了在做模擬工程中遇到的參數(shù)調(diào)整與細(xì)觀參數(shù)確定等問題33；劉寧利用PSC模型對(duì)錦屏深埋大理巖破裂擴(kuò)展的時(shí)間效應(yīng)的模擬，分析在不同驅(qū)動(dòng)應(yīng)力比作用下大理巖的變形特征、裂紋特征和破裂特征， 試驗(yàn)結(jié)果證明隨著驅(qū)動(dòng)比的提高，裂紋數(shù)目也相應(yīng)地提高。只有超過損傷強(qiáng)度，才會(huì)出現(xiàn)剪切裂紋，而剪切裂紋是試件最終破壞的主控因素。同時(shí)隨著驅(qū)動(dòng)應(yīng)力比的降低，裂紋數(shù)目隨時(shí)間也表現(xiàn)出一定的蠕變的 3 個(gè)階段特征34.孫金山教授等對(duì)巖石的蠕變損傷和斷裂是巖石流變效應(yīng)的重要表現(xiàn)形式,但其損傷演化過程往往難以直觀觀測(cè),為此,采用二維顆粒流數(shù)值模擬方法(PFC2D)對(duì)巖石的蠕變損傷和斷裂的細(xì)觀力學(xué)機(jī)制進(jìn)行了分析

20、，在錦屏大理巖室內(nèi)試驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用顆粒流應(yīng)力腐蝕模型(PSC),建立了能反映其短期和長(zhǎng)期強(qiáng)度特征的柱狀巖樣數(shù)值模型,并開展了大量數(shù)值試驗(yàn)35;蒲成志博士在PFC數(shù)值計(jì)算平臺(tái)上,基于fish語言改編了白帶Fish Tank模型程序,實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)Fish Tank模型的開發(fā),然后在程序自帶Fish Tank程序和增強(qiáng)Fish Tank程序上分別進(jìn)行了多裂隙與單裂隙模型的計(jì)算和分析工作,并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相對(duì)比,表明了滑動(dòng)裂紋模型理論在解釋張開裂隙尖端微裂紋發(fā)育模式與擴(kuò)展機(jī)制方面局限性的存在36；岑奪豐等,通過細(xì)觀顆粒平行黏結(jié)模型(PBM)的模擬,分析了高應(yīng)變率單軸壓縮條件下單裂隙巖樣的損傷演

21、化及細(xì)觀位移場(chǎng)。高應(yīng)變率大小對(duì)巖樣最終破裂形態(tài)影響不大,但隨應(yīng)變率的增大,細(xì)觀裂紋越多且局部化程度越強(qiáng)37；丁秀麗等通過引入BPM模型和超級(jí)單元clump技術(shù),并依據(jù)錦屏一級(jí)地下廠房大理巖的SEM礦物成份檢測(cè)結(jié)果,建立基于礦物形狀的大理巖細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型,在對(duì)細(xì)觀力學(xué)參數(shù)敏感性分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)室內(nèi)單軸和三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果確定大理巖的細(xì)觀力學(xué)參數(shù),構(gòu)建大理巖的細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模型,對(duì)不同應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑下大理巖的變形破裂演化及擴(kuò)容孕育過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析38。4 結(jié)論 本文從巖石單軸流變?cè)囼?yàn)、多軸流變?cè)囼?yàn)試驗(yàn)、巖體及結(jié)構(gòu)面的剪切流變?cè)囼?yàn)、以及流變?cè)囼?yàn)中的各種影響因素來評(píng)述巖石流變?cè)囼?yàn)的研究進(jìn)展。又從國(guó)

22、內(nèi)外對(duì)流變本構(gòu)模型的研究，以及利用PFC顆粒流模擬軟件進(jìn)行的一系列流變模擬等方面來評(píng)述巖石流變研究的進(jìn)展。從上述研究的成果中可以得到以后國(guó)內(nèi)外流變研究可以從以下方面入手：(1) 巖石流變?cè)囼?yàn)是一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的過程，進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間流變?cè)囼?yàn)時(shí)室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)溫度和濕度條件的變化必然會(huì)影響試驗(yàn)的結(jié)果。由于國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室往往不易具備室內(nèi)恒溫和恒濕條件，對(duì)這些因素的影響作出定量估計(jì)尚有待今后深化研究。 (2) 對(duì)于實(shí)際工程巖體的流變問題如何在室內(nèi)小尺寸巖樣的流變?cè)囼?yàn)中得到較為有效的反映，如在室內(nèi)流變的試驗(yàn)方式方面(包括試件的受力狀態(tài)、試驗(yàn)的邊界條件和加荷方式，以及試樣的尺寸效應(yīng)等)，也都是須進(jìn)一步深入研究的問題。(3

23、) 巖石的室內(nèi)蠕變?cè)囼?yàn)一般均采用分級(jí)加載的方式進(jìn)行，并按線性疊加原理整理蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果，從而得到巖石連續(xù)的蠕變曲線。然而，在高壓應(yīng)力水平條件下軟巖的蠕變往往是高度非線性的，它并不滿足線性疊加原理。因此，沿用上述常規(guī)方法得到的巖石蠕變曲線視應(yīng)力水平增高將有一定偏差，有必要改用其他更合適的方法。(4) 對(duì)于確定工程巖體普遍適用的模型參數(shù)，目前的研究和試驗(yàn)都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，更大量的研究和試驗(yàn)工作亟需進(jìn)行，進(jìn)而形成一套結(jié)合具體工程更為完善、準(zhǔn)確而可靠的巖體流變?cè)囼?yàn)規(guī)程，以利在不同工程情況下選用。（5）巖石是一種各向異性、不均質(zhì)的物質(zhì)，很多模擬的軟件只是考慮在各項(xiàng)同性的條件下進(jìn)行模擬，這與真實(shí)是不太相符的，在

24、以后的數(shù)值模擬中應(yīng)當(dāng)考慮這些條件，并且不斷地改進(jìn)現(xiàn)有的模擬軟件，以達(dá)到符合真實(shí)的目的。(6）為了從機(jī)制和本質(zhì)上對(duì)巖體的非線性蠕變特性有更加清楚的認(rèn)識(shí)，必須對(duì)巖體的顆粒組構(gòu)進(jìn)行細(xì)微觀分析，從考察巖體的細(xì)微觀晶粒得出巖體的細(xì)微觀組構(gòu)對(duì)巖體蠕變的影響以及巖體蠕變過程中其內(nèi)部細(xì)微觀組構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而從巖體的細(xì)微觀角度來更好解釋巖體的宏觀蠕變特性。巖石細(xì)微觀流變力學(xué)的試驗(yàn)研究工作亟待展開。（7）巖石的破壞是一個(gè)非常復(fù)雜的過程涉及斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)等許多力學(xué)行為，并不可以單純從某一單個(gè)方面進(jìn)行分析，在以后的研究中應(yīng)該充分的結(jié)合這些方面，及早的探究出巖石破壞的真實(shí)的面目。參考文獻(xiàn)：1 王德勝，宋勇軍. 巖

25、石流變力學(xué)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)J. 四川建筑科學(xué)研究,2015,6.2 楊圣奇. 裂隙巖石力學(xué)特性研究及時(shí)間效應(yīng)分析M. 北京：科學(xué)出版社，2011.3 王萍，曲展，劉易非等. 泥頁巖水化膨脹的非線性蠕變模型J. 西北大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版),2015,2.4 楊圣奇. 巖石流變力學(xué)特性研究及其工程應(yīng)用博士學(xué)位論文D. 南京：河海大學(xué)，2010.5 沈明榮，諶洪菊，張清照. 基于蠕變?cè)囼?yàn)的結(jié)構(gòu)面長(zhǎng)期強(qiáng)度確定方法J. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，1.6 劉曉燕，曾海釗，何江達(dá)，謝紅強(qiáng).錦屏二級(jí)引水隧洞大理巖強(qiáng)度參數(shù)研究J. 中國(guó)農(nóng)村水利水電，2013，5. 7 楊逾，曾海釗，李盈，周小科.基于

26、西原加速模型的煤巖蠕變?cè)囼?yàn)研究J.煤炭學(xué)報(bào)，2014,11. 8 孫超群，程國(guó)強(qiáng)，李術(shù)才等.基于SPH的煤巖單軸加載聲發(fā)射數(shù)值模擬J.煤炭學(xué)報(bào),2014,11. 9林斌.巖鹽的蠕變變形規(guī)律及參數(shù)試驗(yàn)研究J.工程與實(shí)驗(yàn),2013,4.10 鐘晶晶， 程樺， 曹廣勇， 懷亞.飽和含鹽凍結(jié)鈣質(zhì)粘土單軸壓縮試驗(yàn)研究J.安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013,6.11 茅獻(xiàn)彪，張連英，劉瑞雪.高溫狀態(tài)下泥巖單軸蠕變特性及損傷本構(gòu)關(guān)系研究J.巖土工程學(xué)報(bào),2013, s2.12 韓立軍,王延寧，蔣斌松等.泥質(zhì)砂巖蠕變特性與錨固控制效應(yīng)試驗(yàn)研究J.巖土力學(xué), 2012, 01.13 劉小軍,劉新榮，王鐵行，王軍保.

27、考慮含水劣化效應(yīng)的淺變質(zhì)板巖蠕變本構(gòu)模型研究J.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2014,12.14 王興宏,萬文,王超林.茅口灰?guī)r單軸壓縮條件下的流變特性試驗(yàn)研究J.湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，3.15 王春萍，陳亮，梁家瑋.考慮溫度影響的花崗巖蠕變?nèi)^程本構(gòu)模型研究J.巖土力學(xué), 2014,09.16 單仁亮,宋立偉,李東陽等.凍結(jié)紅砂巖非線性蠕變模型的研究J.巖土力學(xué),2014, 6.17 李金和,陳文玲,王洪旭.大理巖單軸蠕變模型參數(shù)J.世界地質(zhì), 2014, 02.18 韓鎧屺,劉群，宋曉東.砂質(zhì)板巖粗粒土蠕變特性影響因素試驗(yàn)研究J.鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2014, 04.19 王瑞甫.細(xì)粒含量對(duì)粗粒土蠕變特性影響的試驗(yàn)研究J.公路交通技術(shù), 2014, 05.20 楊江偉,許江,聶聞,彭守建等.滲流水壓力分級(jí)加載巖石蠕變模型 J.宜賓學(xué)院學(xué)報(bào), 2015, 06.21 王鵬程,駱亞生，張希棟等.分級(jí)加卸載條件下Q3黃土三軸蠕變特性