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基于超对偶数微分的无约束应力更新算法
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作者 路德春 石安毓 +1 位作者 周鑫 杜修力 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1113-1122,共10页
加卸载判断和繁琐的解析求导运算一直是制约先进弹塑性模型数值应用的瓶颈问题。研究提出一种基于超对偶数微分方法的无约束应力隐式更新算法,有效解决了上述计算难点。针对加卸载判断问题,新算法利用光滑函数代替弹塑性本构方程组中的K... 加卸载判断和繁琐的解析求导运算一直是制约先进弹塑性模型数值应用的瓶颈问题。研究提出一种基于超对偶数微分方法的无约束应力隐式更新算法,有效解决了上述计算难点。针对加卸载判断问题,新算法利用光滑函数代替弹塑性本构方程组中的Karush-Kuhn-Tucker条件,将受不等式约束的非线性应力积分方程组问题,转化为无约束的最小化问题,计算时无需加卸载判断。针对导数计算问题,新算法利用超对偶数微分方法代替解析求导,获得光滑函数的1阶导数以及塑性势函数的1阶和2阶导数,用于构造非线性计算的迭代公式,以保证局部应力更新迭代和全局平衡迭代的二次收敛速度。数值算例表明,相较于其它数值微分方法,超对偶数微分方法不受截断误差和减法消去误差影响,计算结果等同于解析求导。最后,基于所提算法编写了光滑莫尔库仑塑性模型的UMAT子程序,并通过3个典型边值问题的数值分析,验证了算法的有效性和收敛性速度。 展开更多
关键词 应力更新算法 塑性模型 超对偶数数值微分 一致性切线刚度矩阵 有限元法
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基于非局部理论的Hoek-Brown软化塑性模型
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作者 周鑫 于佳佳 +2 位作者 吴文杰 路德春 杜修力 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期13-20,共8页
由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用... 由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用过非局部公式将等效塑性剪应变发展为非局部变量,有效规避了结构失效破坏模拟时的网格依赖性问题。利用隐式返回映射应力更新算法求解非局部塑性模型的微分方程组,详细介绍了该模型的有限元实现流程。最后,以经典的缺陷板受压破坏问题和条形基础承载力问题为例,对模型的有效性进行验证。结果表明,在网格细化过程中,非局部Hoek-Brown软化塑性模型的模拟结果对网格尺寸不敏感,预测的剪切带宽度和荷载位移曲线基本不随网格尺寸变化。所提模型可为岩石工程的失效破坏分析提供具有网格客观性的计算工具。 展开更多
关键词 非局部积分方法 软化塑性模型 HOEK-BROWN强度准则 应力更新算法
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城市地下交通基础设施系统全生命周期碳排放计算模型 被引量:1
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作者 路德春 季港澳 +1 位作者 王国盛 杜修力 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1231-1244,1256,共15页
气候变化是当前世界面临的主要挑战之一,其中人类生产活动制造的温室气体是导致气候变化的主要因素之一,准确评估温室气体的排放量是实现节能减排的重要环节。城市地下交通基础设施系统具有防治交通阻塞、增加城市绿化面积等优势,能够... 气候变化是当前世界面临的主要挑战之一,其中人类生产活动制造的温室气体是导致气候变化的主要因素之一,准确评估温室气体的排放量是实现节能减排的重要环节。城市地下交通基础设施系统具有防治交通阻塞、增加城市绿化面积等优势,能够实现节能减排。然而,目前还缺乏城市地下交通基础设施系统的碳足迹计算方法。在全生命周期碳足迹评估框架内,研究了城市地下交通基础设施系统的碳足迹计算边界和尺度,提出了地下交通基础设施全生命周期碳足迹计算模型,基于计算模型,建立了城市地下交通基础设施系统碳排放计算方法。结合某工程案例,揭示了城市地下交通基础设施系统总体及各阶段的碳排放规律,针对不同阶段的碳排放特点,给出了相应的节能减排放建议和措施。 展开更多
关键词 地下交通基础设施 碳足迹 全生命周期 计算方法 节能减排
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gprMax干扰消除方法优化隧道壁后空洞成像特征研究
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作者 路德春 秦威 +2 位作者 郭彩霞 李久林 杜修力 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第10期1928-1940,共13页
为解决传统探地雷达图像处理方法在检测隧道衬砌钢筋影响下的壁后空洞时,二维模型不能有效描述空洞三维特征,存在计算效率低、计算精度不足的问题,综合运用平均消除法、指数增益法和时间零点校正法,结合雷达信号随双程窗口时间变化的特... 为解决传统探地雷达图像处理方法在检测隧道衬砌钢筋影响下的壁后空洞时,二维模型不能有效描述空洞三维特征,存在计算效率低、计算精度不足的问题,综合运用平均消除法、指数增益法和时间零点校正法,结合雷达信号随双程窗口时间变化的特点,引入分段函数计算步骤,提出gprMax干扰消除方法,并验证该方法在正演模拟结果处理中的可行性。结合工程实际注浆情况和隧道壁后空洞的检测过程,采用基于时域有限差分法的gprMax软件设计隧道壁后注浆空洞的三维模型,采用gprMax干扰消除方法优化图像结果,对不同工况下的正演模拟图像成像特征进行分析。结果表明:1)gprMax干扰消除方法的正演模拟处理结果与室内混凝土板中圆形空洞结构模型试验的实测结果总体一致;2)水平测线中矩形空洞信号特征呈现出“凹”字形,垂直测线中矩形空洞信号特征呈现出类似直达波的特征,由空洞的三维特征图获取数据可计算得到空洞尺寸和埋深信息;3)gprMax干扰消除方法可以有效增强埋深较大处空洞的电磁信号强度。由研究结果可知,gprMax干扰消除方法在提高了隧道壁后空洞检测数据处理效率的同时保证了计算准确性和精度。 展开更多
关键词 探地雷达 gprMax 隧道衬砌 壁后空洞 干扰消除 正演模拟
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考虑温度与围压影响的冻结砂土非正交弹塑性本构模型 被引量:1
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作者 梁靖宇 齐吉琳 +2 位作者 张跃东 路德春 李昊雯 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1889-1898,共10页
冻土的受力变形特性受温度与围压的影响显著。为描述温度的影响,通过建立冻土三向拉伸强度与温度的非线性关系,并采用平移变换的方法将其考虑到屈服函数中。为描述围压的影响,通过建立潜在强度衰减因子,并将其引入统一硬化参量中,发展... 冻土的受力变形特性受温度与围压的影响显著。为描述温度的影响,通过建立冻土三向拉伸强度与温度的非线性关系,并采用平移变换的方法将其考虑到屈服函数中。为描述围压的影响,通过建立潜在强度衰减因子,并将其引入统一硬化参量中,发展得出了考虑围压影响的硬化参量。最终,基于非正交弹塑性模型框架,在平移变换应力空间内建立了能够考虑温度和围压影响的冻土非正交弹塑性本构模型。模型预测结果与冻结粉砂三轴压缩试验结果的对比表明,所建立模型能够模拟不同温度和围压下冻结砂土应力–应变关系。其不仅能够反映冻土峰值抗剪强度随温度降低而增大的温度效应,还能描述围压增大条件下应力应变曲线由剪胀与软化型逐渐转变为剪缩与硬化型的规律。 展开更多
关键词 冻土 本构模型 非正交塑性流动法则 温度效应 围压效应
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碳纤维与玄武岩纤维网格增强ECC复合板的单轴抗拉性能研究
6
作者 郭彩霞 周博 +2 位作者 王国盛 路德春 杜修力 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第10期1950-1960,共11页
传统纤维网格增强水泥基复合材料以脆性材料为基体,开裂后裂缝宽度较大导致FRP网格强度无法充分发挥。为解决该问题,使用高延性水泥基复合材料(ECC)作为水泥基替代脆性材料,与FRP网格结合制备出适用于新土木的新型轻质高强材料纤维网格... 传统纤维网格增强水泥基复合材料以脆性材料为基体,开裂后裂缝宽度较大导致FRP网格强度无法充分发挥。为解决该问题,使用高延性水泥基复合材料(ECC)作为水泥基替代脆性材料,与FRP网格结合制备出适用于新土木的新型轻质高强材料纤维网格增强水泥基复合材料(FRCM),并通过对FRCM复合板进行单轴拉伸试验研究FRP类型及层数对纤维网格增强水泥基复合材料力学性能影响机制及其与ECC材料协同受力变形的能力。设计2种不同类型纤维网格(碳纤维CFRP与玄武岩纤维BFRP)增强的ECC复合材料拉伸试验,2种试验均考虑FRP网格层数和基体厚度对复合材料性能的影响。基于FRP网格和ECC材料本身的变形特点,探究FRP类型、层数和基体厚度对复合材料破坏模式、初始弹性模量、应变硬化模量、开裂应力、峰值应力和应变的影响规律。结果表明:1)在试验工况下,随着网格层数从1层增加到6层,试件的抗拉强度均表现出先增大后减小的特性,在配置5层网格时强度最高;2)基体厚度对试件弹性阶段的力学行为影响较小,但对应变硬化阶段的模量和峰值强度影响较大;3)2种FRP网格的强度和伸长率不同,且与短纤维的协同工作性能也存在差异,导致CFRP-ECC和BFRP-ECC复合材料的拉伸性能存在较大差异。 展开更多
关键词 FRP网格 水泥基复合材料 单轴拉伸试验 变形行为 强度特性
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有效应力原理解析 被引量:32
7
作者 路德春 杜修力 许成顺 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期146-151,共6页
分析了关于饱和土有效应力原理的一些错误理解,基于土颗粒-水相互作用分析,给出了土体中有效应力的物理含义,是单位截面的土体中土颗粒骨架所传递的有效荷载,其大小等于总应力与孔隙水压力之差。利用土体的力平衡方程,一方面证明了Terza... 分析了关于饱和土有效应力原理的一些错误理解,基于土颗粒-水相互作用分析,给出了土体中有效应力的物理含义,是单位截面的土体中土颗粒骨架所传递的有效荷载,其大小等于总应力与孔隙水压力之差。利用土体的力平衡方程,一方面证明了Terzaghi饱和土有效应力原理,并分析了该原理的适用范围;另一方面证明了Bishop非饱和土有效应力原理,解释了参量χ的物理含义,将二原理统一在一个力学框架下,从理论上说明了Terzaghi有效应力原理是Bishop有效应力原理在有效饱和度χ=1时的特例,并分析了Bishop非饱和土有效应力原理的适用范围。研究表明,从荷载条件和土性条件两个角度分析有效应力原理,清晰地解释了有效应力的物理概念,并且提出孔隙水压力影响土体力学特性的机理。 展开更多
关键词 有效应力原理 饱和土 非饱和土 有效应力 孔隙水压力 土-水相互作用
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砂土应力路径本构模型的试验验证 被引量:22
8
作者 路德春 罗汀 姚仰平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期717-722,共6页
建立了砂土应力路径本构模型,揭示了应力路径影响砂土应力-应变关系的本质,在平均应力p变化不大的条件下主要是剪应力比的影响。当使用该模型计算应力-应变关系时,将应力路径线性化,分别计算等平均应力p路径和等应力比η路径上的应变。... 建立了砂土应力路径本构模型,揭示了应力路径影响砂土应力-应变关系的本质,在平均应力p变化不大的条件下主要是剪应力比的影响。当使用该模型计算应力-应变关系时,将应力路径线性化,分别计算等平均应力p路径和等应力比η路径上的应变。利用试验对模型所引用的关系式f(η)进行验证,试验结果和f(η)的理论值较为吻合,证明了模型引用关系式f(η)的合理性。并利用模型对复杂路径下砂土的应力-应变关系进行预测,对模型预测与试验结果进行比较,结果表明模型可以合理地考虑复杂应力路径对砂土应力-应变关系的影响。 展开更多
关键词 应力路径 本构模型 三维 试验 砂土
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广义非线性强度理论体系 被引量:14
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作者 路德春 姚仰平 邹博 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2009-2016,共8页
广义非线性强度理论用一个表达式统一描述各种材料在π平面及子午面上的非线性强度特性,形成了一个全新的非线性强度理论系统,使非线性强度理论从适用于某一类特定材料的单一非线性强度理论发展到可以适用于众多不同材料的广义非线性强... 广义非线性强度理论用一个表达式统一描述各种材料在π平面及子午面上的非线性强度特性,形成了一个全新的非线性强度理论系统,使非线性强度理论从适用于某一类特定材料的单一非线性强度理论发展到可以适用于众多不同材料的广义非线性强度理论,完善了强度理论体系。广义非线性强度理论包含了一系列现有的和可能有的单一非线性强度理论,如Mises准则、SMP准则等。利用土、岩石和混凝土强度试验结果验证了广义非线性强度理论适用于多种材料的优越性。 展开更多
关键词 摩擦材料 非线性 广义强度理论 双剪统一强度理论 中主应力 静水压力
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土与结构接触特性对地下结构地震反应的影响研究 被引量:10
10
作者 路德春 王欣 +1 位作者 罗磊 杜修力 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期177-186,共10页
以大开地铁车站为工程背景,采用数值模拟方法,以中柱层间位移角为评价指标,在弹性土体与弹性结构接触、弹塑性土体与弹性结构接触、弹塑性土体与弹塑性结构接触三种工况下分别计算接触面为绑定、接触面摩擦系数为0.2和0.4时的结构地震反... 以大开地铁车站为工程背景,采用数值模拟方法,以中柱层间位移角为评价指标,在弹性土体与弹性结构接触、弹塑性土体与弹性结构接触、弹塑性土体与弹塑性结构接触三种工况下分别计算接触面为绑定、接触面摩擦系数为0.2和0.4时的结构地震反应,同时考虑结构-土体的相对模量对接触特性的影响。提取峰值加速度时刻、峰值位移时刻和峰值速度时刻中结构变形程度最大的时刻,将接触面为摩擦设置时的中柱层间位移角与绑定连接条件下的层间位移角数值进行对比分析。结果表明:当材料力学特性不同时,接触特性对结构反应的影响程度也不同。改变结构的埋深,研究不同围岩约束能力下接触特性对地下结构地震反应的影响,结果表明浅埋时接触特性对地下结构地震反应影响程度较大,深埋时影响程度较小,且对于浅埋结构,峰值加速度时刻为结构地震反应最大时刻,对于深埋结构,峰值位移时刻为结构地震反应最大时刻。 展开更多
关键词 地下结构 地震反应 接触非线性 材料非线性 数值模拟
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静动组合载荷下混凝土率效应机理及强度准则 被引量:7
11
作者 路德春 李萌 +1 位作者 王国盛 杜修力 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期940-952,共13页
混凝土结构在受到动载荷作用之前,通常已承受着初始静载荷的作用.大量关于混凝土应变率效应的研究均没有考虑初始静载荷对动强度的影响,会导致过高地估计混凝土的动强度,使混凝土结构设计偏于危险.本文通过分析混凝土材料在静动组合载... 混凝土结构在受到动载荷作用之前,通常已承受着初始静载荷的作用.大量关于混凝土应变率效应的研究均没有考虑初始静载荷对动强度的影响,会导致过高地估计混凝土的动强度,使混凝土结构设计偏于危险.本文通过分析混凝土材料在静动组合载荷下的率效应机理,给出了初始静载荷的定义.在此基础上,推导了混凝土材料参数与初始静载荷和应变率的表达式,提出了建立静动组合强度准则的一般方法.通过材料参数反映初始静载荷与应变率的联合影响,给出了由初始有效静载荷、动态黏聚强度和摩擦强度共同组成的混凝土动态强度,将广义非线性强度准则发展为静动组合多轴强度准则.建立的强度面在相同初始静载荷下随应变率的增大向外扩张,在相同应变率下随初始静载荷的增大向里收缩,即混凝土的强度在相同初始静载荷下随应变率的增大而增大,在相同应变率下随初始静载荷的增大而减小.此外,当初始静载荷和应变率不变时,加载路径对混凝土材料的应变率效应无影响,但会影响混凝土材料的静水压力效应,即当初始静载荷和应变率固定不变时,静动组合强度面的位置和大小即可确定,不同加载路径下强度的不同是由于静水压力效应导致的.最后利用多组混凝土材料静动组合强度试验对建立的静动组合强度准则进行了验证. 展开更多
关键词 混凝土 应变率 静动组合载荷 黏聚强度 摩擦强度 多轴强度准则
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横观各向同性土的三维强度准则 被引量:12
12
作者 路德春 梁靖宇 +1 位作者 王国盛 杜修力 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期54-63,共10页
横观各向同性土体的强度规律包括两个方面:偏平面上的强度曲线畸变和大主应力作用面与沉积面相对夹角?方向上的强度参数变化。当前对横观各向同性材料强度准则的研究主要集中在反映主应力与沉积面垂直条件下偏平面上的强度规律,对方... 横观各向同性土体的强度规律包括两个方面:偏平面上的强度曲线畸变和大主应力作用面与沉积面相对夹角?方向上的强度参数变化。当前对横观各向同性材料强度准则的研究主要集中在反映主应力与沉积面垂直条件下偏平面上的强度规律,对方向角?方向上的强度规律研究还不完善。基于微观结构张量法,通过引入滑动面的概念,以大主应力垂直作用于水平沉积面时应力空间与物理空间重合为基准,利用三维滑动面与沉积面之间的相对位置关系,并综合方向角?方向上的强度变化规律,提出了三维横观各向同性强度参数ηn。将其与M-N强度准则相结合,得到了横观各向同性土的三维强度准则。所得强度准则考虑了主应力与沉积面绕某一主应力轴旋转过程中偏平面强度曲线的变化,综合地反映了横观各向同性土体的强度规律。 展开更多
关键词 横观各向同性 主应力方向 滑动面 微观结构 强度准则
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砂土的应力路径本构模型 被引量:30
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作者 路德春 姚仰平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期451-459,共9页
将微元应力路径线性逼近,转变成与其充分接近且易于计算应变的等平均应力微元和等应力比微元,计算任意加荷应力路径所产生的塑性应变,建立了双屈服面的砂土应力路径本构模型.模型体现了岩土塑性理论分量屈服和非关联流动法则的要求,在p,... 将微元应力路径线性逼近,转变成与其充分接近且易于计算应变的等平均应力微元和等应力比微元,计算任意加荷应力路径所产生的塑性应变,建立了双屈服面的砂土应力路径本构模型.模型体现了岩土塑性理论分量屈服和非关联流动法则的要求,在p,q平面内根据双线性的屈服线确定了加卸载准则.结合广义非线性强度理论采用变换应力三维化方法简单、合理地使模型实现三维化.通过试验数据的验证表明,砂土应力路径本构模型可以合理地描述各种应力路径下砂土的变形和强度特性. 展开更多
关键词 砂土 应力路径 本构模型 广义强度理论 变换应力 试验
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基于失效模式控制的地铁车站结构抗震性能研究 被引量:8
14
作者 路德春 李强 +1 位作者 杜修力 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1400-1407,共8页
基于大开车站的塌毁是由于中柱变形能力不足所导致这一观点,对大开车站中柱进行了失效模式优化,提出一种新型叠层加芯柱。利用有限元软件ABAQUS建立三维非线性数值分析模型,静力分析叠层加芯柱的水平极限变形能力和实际工作状态,采用时... 基于大开车站的塌毁是由于中柱变形能力不足所导致这一观点,对大开车站中柱进行了失效模式优化,提出一种新型叠层加芯柱。利用有限元软件ABAQUS建立三维非线性数值分析模型,静力分析叠层加芯柱的水平极限变形能力和实际工作状态,采用时域显式整体分析方法,对大开车站和采用叠层加芯柱的大开车站进行震害模拟,从典型时刻结构整体变形、中柱及侧墙的水平向和竖向地震反应等方面对比分析两者抗震性能的差异。研究结果表明:叠层加芯柱具有良好的水平变形能力;采用叠层加芯柱后的大开车站整体变形明显减小,结构保存较为完好,未发生塌毁现象;中柱处于安全的工作状态、侧墙水平地震反应降低,结构竖向沉降大幅降低,整体性较好;失效模式控制对地下结构的抗震性能起到了显著的优化效果。 展开更多
关键词 大开车站 失效模式控制 中柱变形能力 叠层加芯柱 抗震性能
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部分排水条件下饱和砂土的力学特性研究 被引量:8
15
作者 路德春 程星磊 杜修力 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2263-2269,共7页
利用英国GDS公司的STDTTS标准应力路径三轴仪开展了饱和砂土的部分排水试验,从超静孔隙水压力、有效应力路径与渐近状态特性等方面研究了部分排水条件下饱和砂土的力学特性。将渐近状态方程与剪胀方程耦合,并引入描述排水程度的状态参量... 利用英国GDS公司的STDTTS标准应力路径三轴仪开展了饱和砂土的部分排水试验,从超静孔隙水压力、有效应力路径与渐近状态特性等方面研究了部分排水条件下饱和砂土的力学特性。将渐近状态方程与剪胀方程耦合,并引入描述排水程度的状态参量,提出了相变应力比方程,将方程引入到土的应力路径本构模型,建立了饱和砂土的渐近状态本构模型。通过部分排水条件下饱和砂土的三轴试验结果,验证了所建模型的合理性。研究结果表明:排水条件控制着土体剪胀特性的发挥程度,进而从两个方面影响土的力学特性,一是荷载条件,即影响土体的有效应力路径,以及加载模式;二是土性条件,即影响土的抗剪强度的发挥程度,形成渐近状态。 展开更多
关键词 部分排水 饱和砂土 本构模型 渐近状态 应变增量比
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平面应变条件下的土拱效应 被引量:8
16
作者 路德春 曹胜涛 +1 位作者 杜修力 张佩 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期461-465,共5页
采用试探应力反馈算法,编制有限元子程序,将土的应力路径本构模型嵌入ABAQUS,通过对三轴压缩和三轴拉伸试验问题的数值模拟,验证了子程序的精度。基于土的应力路径本构模型,利用二次开发后的ABAQUS对轴对称小直径圆形基坑的开挖过程进... 采用试探应力反馈算法,编制有限元子程序,将土的应力路径本构模型嵌入ABAQUS,通过对三轴压缩和三轴拉伸试验问题的数值模拟,验证了子程序的精度。基于土的应力路径本构模型,利用二次开发后的ABAQUS对轴对称小直径圆形基坑的开挖过程进行了三维有限元分析,研究了中主应力和小主应力方向的变化过程,以及平面应变条件下由中主应力引起的土压力拱的作用规律。 展开更多
关键词 平面应变 拱效应 应力路径 中主应力 本构模型
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广义非线性强度理论在岩石材料中的应用 被引量:17
17
作者 路德春 江强 姚仰平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期729-736,共8页
在已提出的广义非线性强度理论的基础上,结合岩石材料的力学特性,建立了岩石广义非线性强度理论,该理论在π平面上的破坏函数为介于SMP准则和Mises准则之间的光滑曲线,在子午面上的破坏函数为幂函数曲线.通过已有不同岩石的真三轴试验... 在已提出的广义非线性强度理论的基础上,结合岩石材料的力学特性,建立了岩石广义非线性强度理论,该理论在π平面上的破坏函数为介于SMP准则和Mises准则之间的光滑曲线,在子午面上的破坏函数为幂函数曲线.通过已有不同岩石的真三轴试验数据对岩石广义非线性强度理论的验证表明,岩石广义非线性强度理论可以广泛地适用于各类岩石,描述其π平面上及子午面上的非线性强度特性;并利用5种不同类型岩石的真三轴试验结果对岩石广义非线性强度理论和Hoek—Brown准则进行比较,反映了所提岩石广义非线性强度理论的优越性. 展开更多
关键词 岩石 广义强度理论 非线性 中主应力 真三轴试验数据
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隧道结构与围岩土体三维地震反应分析 被引量:4
18
作者 路德春 吕琦 +1 位作者 杜修力 马超 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期199-204,共6页
基于有限元分析软件ABAQUS平台,编制材料本构模型子程序UMAT,采用粘弹性人工边界条件模拟能量开放系统的边界,利用二次开发后的ABAQUS软件,模拟了隧道与围岩系统的三维地震反应,对比分析了不同入射角度下隧道结构与围岩土体的地震反应... 基于有限元分析软件ABAQUS平台,编制材料本构模型子程序UMAT,采用粘弹性人工边界条件模拟能量开放系统的边界,利用二次开发后的ABAQUS软件,模拟了隧道与围岩系统的三维地震反应,对比分析了不同入射角度下隧道结构与围岩土体的地震反应规律。分析结果表明,在地震荷载作用下,土体产生了不可恢复的塑性变形,主要表现为地表沉降;在斜入射条件下,随着入射角的增大,地表沉降显著增大,且沉降最终趋于稳定的时间有延长的趋势;均质地层中的大跨度长距离隧道结构,其横向地震反应受入射角的影响较大,表现为随着入射角的增大,结构的竖向沉降以及Mises应力显著增大;其纵向地震反应受入射角的影响不大。 展开更多
关键词 隧道结构 斜入射 横向地震反应 纵向地震反应 地表沉降
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盾构隧道开挖对邻近桩基三维影响试验研究 被引量:15
19
作者 路德春 丁超 +1 位作者 林庆涛 杜修力 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期732-741,共10页
参考清华园隧道盾构段全线近距离侧穿北京地铁13号线桩基的工程背景建立试验模型,开展卵石地层中盾构施工对邻近桩基三维扰动特征研究。试验模型中共布置5根模型桩(1#~5#桩)。以1#桩为例分析了盾构掘进过程对桩基的三维影响特征,发现附... 参考清华园隧道盾构段全线近距离侧穿北京地铁13号线桩基的工程背景建立试验模型,开展卵石地层中盾构施工对邻近桩基三维扰动特征研究。试验模型中共布置5根模型桩(1#~5#桩)。以1#桩为例分析了盾构掘进过程对桩基的三维影响特征,发现附加弯矩主要产生在刀盘距桩基-0.5D至0D阶段,横向弯矩最大值是纵向弯矩最大值的2倍;附加轴力主要产生在-0.5D至1.5D阶段,桩顶附加沉降主要产生在-1D至1D阶段,桩端附加承载力在-0.5D至2D阶段持续增长。对比1#、2#和3#桩研究了桩-隧不同水平间距对桩基扰动规律的影响,发现桩基的附加沉降、附加弯矩和附加轴力均随与隧道水平距离的增大而减小,弯矩最大值的位置随着距离的增大而逐渐上移。对比1#、4#和5#桩分析了桩端相对竖向位置对桩基扰动规律的影响,得出桩端位于隧道拱顶的桩基的附加弯矩明显小于桩端位于中心线及拱底处桩基的附加弯矩。 展开更多
关键词 盾构开挖 模型试验 卵石地层 三维影响
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欠固结土的弹塑性本构模型 被引量:5
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作者 路德春 曹胜涛 +1 位作者 程星磊 杜修力 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S2期320-326,共7页
利用插值函数法建立土的剑桥模型与修正剑桥模型,通过初始压力密度状态(欠固结程度)确定欠固结土等向压缩线的斜率,在此基础上采用插值函数法提出欠固结土的弹塑性本构模型,所建立的模型与剑桥模型具有相同的材料参数,且当初始压力密度... 利用插值函数法建立土的剑桥模型与修正剑桥模型,通过初始压力密度状态(欠固结程度)确定欠固结土等向压缩线的斜率,在此基础上采用插值函数法提出欠固结土的弹塑性本构模型,所建立的模型与剑桥模型具有相同的材料参数,且当初始压力密度状态位于正常固结线上时,模型可简化为剑桥模型。利用固结排水与固结不排水试验分析所提模型的功能,模型可较合理地反映欠固结土较大的体积压缩特性。 展开更多
关键词 欠固结土 本构模型 临界状态
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