微纤维混合硅溶胶固化钙质砂的变形预报方法

技术特征：

1.一种微纤维混合硅溶胶固化钙质砂的变形预报方法，其特征为：

其包括如下步骤：

步骤1：对于微纤维混合硅溶胶渗流固化钙质砂后形成的硅凝胶-微纤维-砂复合体，设设其竖向受应力为σ′1，水平面上受应力分别为σ′2和σ′3，其中σ′2和σ′3的方向垂直，颗粒集合体的应变为ε1、ε2和ε3，其中应变ε1、ε2和ε3的方向分别与应力σ′1、σ′2和σ′3方向相同；定义平均有效应力p′、剪应力q、应力比η、体应变εv和剪应变εs：

εv＝ε1+ε2+ε3(4)

步骤2：设加载过程中记录的起始时刻为t0，之后记录的时刻从小到大依次为t1,t2,…,ti,…,tn，这里1≤i≤n，n+1为记录的时刻点数，设第ti时刻对应的体应变εv为(εv)ⁱ，设第ti时刻对应的剪应变εs为(εs)ⁱ，设相邻两个时刻差产生的剪应变增量(△εs)ⁱ相等，定义体应变增量(△εv)ⁱ和剪应变增量(△εs)ⁱ：

(△εv)ⁱ＝(εv)ⁱ-(εv)^i-1(6)

(△εs)ⁱ＝(εs)ⁱ-(εs)^i-1(7)

这里每个时刻剪应变(εs)ⁱ和剪应变增量(△εs)ⁱ为已知设定值；

步骤3：计算ti时刻体应变增量(△εv)ⁱ：

(△εv)ⁱ＝f(εs)·(△εs)ⁱ(8)

步骤4：计算ti时刻体应变(εv)ⁱ和孔隙比e：

(εv)ⁱ＝(εv)^i-1+(△εv)ⁱ(9)

e＝e0-(1+e0)(εv)ⁱ(10)

步骤5：计算ti时刻应力比ηⁱ：

应力比η的计算公式为：

上式中，α和k为材料系数，η^peak为峰值应力比η；式(11)中，η取ti时刻应力比ηⁱ，εs取ti时刻剪应变(εs)ⁱ；

步骤6：重复步骤3-步骤5，直至计算得到每个ti时刻对应的体应变(εv)ⁱ和应力比ηⁱ。

2.根据权利要求1所述的一种微纤维混合硅溶胶固化钙质砂的变形预报方法，其特征在于：步骤3中，式(8)中，f(εs)是剪应变εs的函数，取其中b1、c1、c2、c3是模型参数。

3.根据权利要求2所述的一种微纤维混合硅溶胶固化钙质砂的变形预报方法，其特征在于：b1控制曲线f(εs)水平向宽窄幅度，c1控制曲线峰值，c2对应于峰值时的剪应变，c3近似等于最小值。

4.根据权利要求1所述的一种微纤维混合硅溶胶固化钙质砂的变形预报方法，其特征在于：步骤5式(11)中，取其中e0为初始孔隙比，κ是回弹系数，式(11)写为：

5.根据权利要求4所述的一种微纤维混合硅溶胶固化钙质砂的变形预报方法，其特征在于：式(12)中，取其中ec为临界孔隙比，e为ti时刻孔隙比，m为材料参数且等于临界应力比η^critical，m为材料参数，取后，式(12)写为：

技术总结
本发明涉及微纤维混合硅溶胶固化钙质砂的变形预报方法，对微纤维混合硅溶胶渗流固化钙质砂后形成的硅凝胶‑微纤维‑砂复合体，更为准确的预报其受力过程中的体积变形和体积变形率。

技术研发人员：金炜枫;马永航;陶颖
受保护的技术使用者：浙江科技学院
技术研发日：2021.04.16
技术公布日：2021.07.23