基于分数阶微积分的岩石非线性黏弹性应力松弛模型研究

论文摘要

基于Riemann-Liouville分数阶微积分理论,采用Koeller弹壶元件替换整数阶Poynting-Thomson模型中的Newton元件,结合Laplace正逆变换和Mittag-Leffler函数,构建了一种新的岩石非线性黏弹性应力松弛模型-分数阶Poynting-Thomson模型.应用岩石流变仪对三峡库区巴东组粉砂质泥岩进行了单轴压缩应力松弛试验.依据试验结果,分别采用整数阶Poynting-Thomson模型、整数阶五元件模型（H‖M‖M）和分数阶Poynting-Thomson模型对应力松弛试验数据进行拟合分析,比较了各模型的辨识精度.在此基础上,分析了分数阶Poynting-Thomson模型参数的敏感性,揭示了应变水平、分数阶阶数和黏滞系数对岩石应力松弛的影响规律.研究结果表明,分数阶Poynting-Thomson模型能够更准确地描述岩石的应力松弛特性.

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 于怀昌,史广诚,刘汉东,邓绪彪,崔雪琳,潘广钊,席伟

关键词: 岩石,应力松弛,分数阶微积分,弹壶元件,非线性黏弹性模型

来源: 应用基础与工程科学学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 华北水利水电大学地球科学与工程学院,中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院

基金: 国家自然科学基金重点项目(U1704243),国家自然科学基金青年项目(51309100,41502267),河南省重点研发与推广专项

分类号: TU45

DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2019.01.017

页码: 194-204

总页数: 11

文件大小: 929K

下载量: 260

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