【摘要】：由于窟前岩体立柱的应力状态演变规律是本次流变力学研究的重点对象，而岩体立柱主要处于单向受力状态，所以首先进行砂岩样在自然饱水状态下的单轴流变力学试验。
岩石的蠕变特性研究_石窟岩体结构稳定
4.5 岩石的蠕变特性研究
针对第9窟、第10窟廊柱岩体受力的特殊性，考虑石窟岩体偏差应力水平较低而时间历程漫长的特点，对云冈石窟砂岩进行了流变力学试验，测试流变力学本构模型的参数，为云冈石窟岩体的蠕变特性研究提供了准确可靠的依据。
由于窟前岩体立柱的应力状态演变规律是本次流变力学研究的重点对象，而岩体立柱主要处于单向受力状态，所以首先进行砂岩样在自然饱水状态下的单轴流变力学试验。试验装置采用12倍放大杠杆式重力加载系统。
图4.26、图4.27和图4.28为轴压分别为7.5MPa、10MPa和12MPa下的蠕变曲线。从这些试验曲线可以看出，初始衰减蠕变阶段一般历时较短，然后进入漫长的稳态蠕变期，特别是在较低的偏应力作用下，稳态蠕变可以持续很长的时间，而不进入加速蠕变阶段。所以我们在分析计算中一般不考虑初始蠕变，而只考虑稳态蠕变率的影响。
图4.26 轴压7.5MPa单轴蠕变曲线
图4.27 轴压10MPa单轴蠕变曲线
图4.28 轴压12MPa单轴蠕变曲线
通过试验曲线可以拟合得到相关参数值。试验采用通常的Norton Power材料恒速理论描述砂岩的稳态蠕变率
c，对于单向应力状态，其数学表达式为
对于三维应力状态下矢量形式
式中：σ－＝
，J2为应力偏量第二不变量；A与n为材料参数。
考虑云冈砂岩的弹塑性变形，就可以得到砂岩的弹塑性蠕变本构关系，进行石窟岩体的蠕变效应分析。
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