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针对库岸边坡及岩石在库水位大幅涨落下的岩石流变问题,以重庆地区库岸边坡红砂岩为研究对象,考虑库区岩石常遇的库水位大幅涨落,采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,进行红砂岩的瞬时力学及库水位大幅涨落下的蠕变特性试验研究,基于试验结果,建立考虑变动库水压力的非线性黏弹塑性蠕变模型。利用颗粒流离散元软件PFC3D,开展相应数值模拟工作,主要研究内容及成果如下:(1)通过常规压缩试验,分析了不同含水状态(天然、饱和)、不同围压下红砂岩的变形、强度等特征,得到试样的黏聚力与内摩擦角,研究了不同含水状态对试样峰值强度、弹性模量等的影响,揭示了破裂角与围压的关系。(2)进行了不同含水状态(天然、饱和)、不同围压及变动库水压力下的蠕变试验,基于试验结果,研究了不同围压、不同应力水平、不同含水状态对红砂岩蠕变变形特性、蠕变速率的影响。对比饱和试样,分析了变动库水压力下红砂岩的瞬时应变、蠕变量、蠕变速率等变化规律,探讨了变动库水压力对蠕变的影响。(3)通过研究不同条件下蠕变黏弹性阶段的特征,寻找了变形模量随变动库水压力和时间的非线性表达方程,将此方程引入Kelvin模型,得到改进的非线性广义Kelvin模型;利用指数函数对加速蠕变阶段进行拟合,得到非线性蠕变方程和满足黏滞系数随变动库水压力和时间变化的非线性黏性元件,将此元件引入Bingham模型,得到通过应力触发的非线性Bingham黏塑性模型。将非线性广义Kelvin模型和非线性Bingham模型串联,建立了描述变动库水压力下的红砂岩非线性黏弹塑性蠕变模型。推导了三维本构方程和蠕变方程,并利用Origin进行非线性拟合,效果理想。(4)基于三维颗粒流理论,利用颗粒流离散元软件PFC3D,建立了红砂岩细观结构模型,根据室内试验结果及细观力学参数辨识方法,确定了红砂岩常规和蠕变试验的细观力学参数,构建了红砂岩细观力学数值模型。(5)基于红砂岩细观力学数值模型,开展了瞬时力学和蠕变力学数值模拟。对比室内试验,分析了变形特征、黏聚力、内摩擦角、起裂强度等方面,探究了红砂岩微观层面的变形破裂演化过程及不同状态下的裂缝分布孕育规律。根据室内试验蠕变-时间曲线,给出了各时间节点红砂岩微观变形破裂演化规律,得到不同变动库水压力下红砂岩加速蠕变特征及破坏时间变化规律,结果表明,不同库水压力下红砂岩加速蠕变破坏时间呈幂指数式下降趋势。