油砂的蠕变特性与本构模型研究-岩土工程学报.PDF

第34 卷 第8 期 岩 土 工 程 学 报 Vol.34 No.8 2012 年 .8 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Aug. 2012 油砂的蠕变特性与本构模型研究 1 ，2 2 3 王者超 ，Ron Wong ，乔丽苹 (1. 山东大学岩土与结构工程中心，山东 济南 250061；2. 卡尔加里大学土木工程系，加拿大 卡尔加里 T2N1N41； 3. 山东大学工程力学系，山东 济南 250061) 摘 要：油砂是一种富含天然沥青的沉积砂。作为一种软化材料，油砂的蠕变性质较松砂和正常固结黏土等硬化材料 更为复杂。通过开展油砂三轴蠕变试验，获得了不同应力和应变状态下油砂的蠕变特性；讨论了蠕变势与塑性势之间 的关系，提出了等效变形过程的概念，分析等效变形过程的微观机制；讨论了蠕变速率与时间和不可恢复应变之间的 关系，提出采用不可恢复应变作为内变量可以描述复杂条件下油砂的蠕变性质，并据此提出了油砂的内变量蠕变模型； 应用临界状态理论，分析了硬化型和软化型土的蠕变性质；讨论了剪切带对密砂蠕变性质的影响。 关键词：油砂；三轴蠕变性质；蠕变模型；内变量；蠕变势；应变路径；临界状态；剪切带 中图分类号：TU431 文献标识码：A 文章编号：1000 –4548(2012)08 –1412 –13 作者简介：王者超(1980 –) ，男，山东高唐人，博士，讲师，主要从事岩土材料流变性质研究。E-mail: wanz@ 。 Creep behavior of oil sand and its constitutive model 1, 2 2 3 WANG Zhe-chao , Ron Wong , QIAO Li-ping (1. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China; 2. Department of Civil Engineering, University of Calgary, Calgary T2N1N4, Canada; 3. Department of Engineering Mechanics, Shandong University, Jinan 250061, China) Abstract: Oil sand is a kind of sedimentary sands, whose pores are mostly filled with natural bitumen. As a strain softening material, the oil sand exhibits more complex creep behavior than the strain hardening materials, such as loose sand and normal consolidated clay. A series of triaxial creep tests are performed on the oil sand to obtain its creep behavior