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土的剪切空间滑动面分析及各向异性强度准则研究 被引量：26
1
作者 邵生俊 许萍 陈昌禄 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期422-435,共14页
天然沉积的土往往具有原生各向异性、结构性,以及加载作用下的次生各向异性和结构损伤性,导致土的强度规律变化复杂。通过对Mohr-Coulomb、Druker-Prager和Matsuoka-Nakai强度准则建立基础的分析,提出了定法向剪切空间滑动面和变法向剪... 天然沉积的土往往具有原生各向异性、结构性,以及加载作用下的次生各向异性和结构损伤性,导致土的强度规律变化复杂。通过对Mohr-Coulomb、Druker-Prager和Matsuoka-Nakai强度准则建立基础的分析,提出了定法向剪切空间滑动面和变法向剪切空间滑动面的分类。运用Mohr-Coulomb准则描述土剪切破坏面和Matusoka-Nakai剪切空间滑动面的确定方法,分别建立了轴对称压缩和挤伸两组定法向剪切空间滑动面。依据空间滑动面上抗剪应力与法向正应力呈正比的线性关系,针对轴对称压缩、挤伸剪切空间滑动面,分别建立了各向同性、各向异性条件下土的强度准则,分析了不同强度准则应力空间描述的强度破坏面。针对具有竖向裂隙分布横观各向同性微结构的天然黄土,考虑微结构特征与几何空间坐标轴及主应力轴旋转变化的关系,通过黄土的真三轴试验,揭示了竖向裂隙分布方向分别作用大、中、小主应力的强度变化规律,初步验证了轴对称压缩和挤伸剪切空间滑动面强度准则及各向异性强度准则的合理性。建立的强度准则拓展了传统强度准则关于剪切空间滑动面及各向异性强度规律研究的范畴,能够为土工强度稳定性的分析提供更加符合实际的理论基础。 展开更多
关键词 剪切空间滑动面 各向异性 强度准则 强度破坏面 各向异性强度破坏面 黄土
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基于广义SMP准则的线性软化柱形孔扩张分析 被引量：9
2
作者 郝冬雪 栾茂田 +1 位作者 陈榕 武科 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期103-110,共8页
针对非脆性软化剪胀土中柱形孔扩张问题,将摩擦黏性土体损伤后的软化特性用材料的力学性能参数下降来描述,引入了损伤软化参数.同时考虑土体的剪胀与内摩擦角、黏聚力以及平均应力的相关性和软化特性对应力-剪胀关系的影响,采用了引进... 针对非脆性软化剪胀土中柱形孔扩张问题,将摩擦黏性土体损伤后的软化特性用材料的力学性能参数下降来描述,引入了损伤软化参数.同时考虑土体的剪胀与内摩擦角、黏聚力以及平均应力的相关性和软化特性对应力-剪胀关系的影响,采用了引进损伤软化参数的Rowe流动法则,并结合利用反映中间主应力效应的广义空间准滑动面理论和平面应变轴对称问题柱形孔扩张基本方程,推导并给出摩擦黏性土中大应变柱形孔扩张曲线的数值求解步骤.通过算例分析,将所得解与Mohr-Coulomb破坏准则的解答进行了比较,研究了中主应力效应的特性,并且探讨了损伤软化参数、内摩擦角及黏聚力对极限扩孔压力、塑性区半径、塑性区应力场、平均剪胀等的影响. 展开更多
关键词 空间准滑动面理论 剪胀性 线性软化 大应变
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基于SMP准则柱孔扩张问题相似解 被引量：15
3
作者 刘时鹏 施建勇 雷国辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1375-1380,共6页
以柱孔扩张理论为基础,将柱孔扩张后塑性区半径b作为时间刻度,引入扩孔速度概念,将塑性区内任意一点的应力、应变描述成塑性区半径b和柱孔扩张后扩张体单元距孔心距离r的函数,采用平面应变条件下无黏性土的SMP准则和不相关联流动法则,... 以柱孔扩张理论为基础,将柱孔扩张后塑性区半径b作为时间刻度,引入扩孔速度概念,将塑性区内任意一点的应力、应变描述成塑性区半径b和柱孔扩张后扩张体单元距孔心距离r的函数,采用平面应变条件下无黏性土的SMP准则和不相关联流动法则,考虑到无黏性土的剪胀性,推导出柱孔扩张后极限扩张力Pli m的相似解。通过参数分析表明,土体强度和剪胀性对塑性区半径和极限扩张力产生很大的影响,即随着土体强度和剪胀性的增加,极限扩张力明显增加,相应塑性区半径却随之减小。通过与基于摩尔-库仑准则解答进行对比分析表明,考虑中间主应力影响的SMP准则所得到的极限扩张力明显高于基于摩尔-库仑准则的解答。该解答为无黏性土中进行静力触探(CPT)试验和静压桩等岩土工程问题提供必要的理论依据。 展开更多
关键词 柱孔扩张 SMP准则 剪胀 极限扩张力
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三维岩样单轴压缩自由面剪应变率及位移分布数值模拟 被引量：1
4
作者 王学滨 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期372-378,共7页
以往FLAC对岩样变形、破坏进行数值模拟主要是针对平面应变二维问题,离三维岩样单轴压缩的试验条件还有不少差距。因此,本文采用FLAC-3D研究了三维岩样在单轴压缩及强烈端面约束条件下,自由面的剪切应变率、离面位移及面内位移的分布及... 以往FLAC对岩样变形、破坏进行数值模拟主要是针对平面应变二维问题,离三维岩样单轴压缩的试验条件还有不少差距。因此,本文采用FLAC-3D研究了三维岩样在单轴压缩及强烈端面约束条件下,自由面的剪切应变率、离面位移及面内位移的分布及演变规律,研究了自由面垂直对称轴上定点位移随时步的演变规律。在应力峰值之前及之后,本构模型分别取为线弹性及莫尔–库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。计算表明:在应力–时步曲线的应力峰值之前,自由面上的剪切应变率由均匀向不均匀分布转变;在应变软化阶段,试样的变形由对称性向非对称性转变。通过分析各个自由面的剪切带图案发现,在试样内部形成了两个空间剪切带,其中一个更占优势。在试样变形的对称性丧失之前,三维离面及面内位移曲面是光滑的、平坦的;在对称性丧失之后,三维曲面已变得凹凸不平了。在剪切带的位置,面内位移有显著的改变。自由面垂直对称轴上的离面位移在应力–时步曲线应力峰值之前发生了分离,而水平及垂直位移–时步曲线转折于应力峰值稍后或应变软化阶段。从离面位移易于识别出试样破坏的前兆。此外,在应变软化阶段,随着时步的增加,还观测到了离面位移的三种不同的变化规律:基本保持不变、增加及降低(反弹)。 展开更多
关键词 三维岩样 自由面 剪切应变率 离面位移 空间剪切带 非均匀性 非对称性 前兆
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基于广义SMP破坏准则的柱形孔扩张问题理论分析 被引量：19
5
作者 栾茂田 李波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2105-2110,共6页
采用应力跌落的简化应力-应变模型考虑土的应变软化特性,同时采用简化的体积应变εv与大主应变ε1及大主应变ε1与小主应变ε3之间的相互关系反映土的剪胀特性,根据空间准滑动面(SMP)理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,推... 采用应力跌落的简化应力-应变模型考虑土的应变软化特性,同时采用简化的体积应变εv与大主应变ε1及大主应变ε1与小主应变ε3之间的相互关系反映土的剪胀特性,根据空间准滑动面(SMP)理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,推导并给出一般黏性土中柱形孔扩张问题的应力场、应变场、位移场、塑性区半径和孔扩张压力。通过算例分析,探讨了土的剪胀因素、软化特性对孔扩张问题的影响程度。为了反映中主应力的影响,将本文解与基于Mohr-Coulomb破坏准则的解答进行了比较。计算结果表明,土的剪胀性和软化特性及中主应力对孔扩张问题的影响是显著的,基于Mohr-Coulomb破坏准则的孔扩张解答往往偏于保守。 展开更多
关键词 剪胀 应变软化 推广的空间准滑动面理论 柱形孔扩张 弹塑性分析
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中主应力对砂土抗剪强度影响的分析 被引量：14
6
作者 刘金龙 栾茂田 +2 位作者 袁凡凡 王吉利 许成顺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1931-1935,共5页
土的抗剪强度参数一般通过三轴压缩试验确定。而三轴压缩试验中土的应力状态是轴对称的,这往往与实际工程中土体的受力情况不相同。因此,探讨一般应力条件下与三轴应力条件下强度指标之间的相互关系是至关重要的。基于砂土的空间滑动面... 土的抗剪强度参数一般通过三轴压缩试验确定。而三轴压缩试验中土的应力状态是轴对称的,这往往与实际工程中土体的受力情况不相同。因此,探讨一般应力条件下与三轴应力条件下强度指标之间的相互关系是至关重要的。基于砂土的空间滑动面强度准则即SMP准则,针对不同中主应力系数,通过数值分析探讨了中主应力系数对砂土抗剪强度指标的影响。分析结果表明,中主应力对土的抗剪强度指标具有显著的影响,一般地在平面应变条件下这种影响最大。 展开更多
关键词 抗剪强度 中主应力 一般应力状态 SMP准则
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基于SMP破坏准则的柱形孔扩张问题理论分析 被引量：11
7
作者 李波 栾茂田 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期246-251,共6页
考虑土的应变软化特性,采用应力跌落的简化应力-应变模型,并用简化的体积应变vε与大主应变1ε及小主应变3ε与1ε之间的相互关系反映土的剪胀特性,利用空间准滑动面(SM P)理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,通过推导确定... 考虑土的应变软化特性,采用应力跌落的简化应力-应变模型,并用简化的体积应变vε与大主应变1ε及小主应变3ε与1ε之间的相互关系反映土的剪胀特性,利用空间准滑动面(SM P)理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,通过推导确定了无黏性土中柱形孔扩张问题的应力场、应变场、位移场、塑性区半径和孔扩张压力.通过算例分析,探讨了土的剪胀性和软化特性对孔扩张问题的影响.通过与基于M ohr-Cou lom b破坏准则的解答进行对比分析,探讨了孔扩张问题中的中主应力效应.计算与分析表明,土的剪胀性和软化特性及中主应力对孔扩张(极限扩孔压力与塑性区半径)具有显著影响,基于M ohr-Cou lom b破坏准则的解答往往偏于保守. 展开更多
关键词 剪胀 应变软化 空间准滑动面理论 柱形孔扩张 弹塑性分析
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考虑渗流影响的球孔扩张理论解答 被引量：1
8
作者 李雨浓 李伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1980-1986,I0010,共8页
为研究沉桩过程中渗流作用下球孔扩张引起的土体力学响应,基于桩端应力为三轴压缩状态下的空间滑动面(SMP)准则和非相关联流动法则,考虑渗流和剪胀特性等因素的综合影响,结合弹塑性边界条件推导了饱和无黏性土球孔扩张问题的弹塑性解答... 为研究沉桩过程中渗流作用下球孔扩张引起的土体力学响应,基于桩端应力为三轴压缩状态下的空间滑动面(SMP)准则和非相关联流动法则,考虑渗流和剪胀特性等因素的综合影响,结合弹塑性边界条件推导了饱和无黏性土球孔扩张问题的弹塑性解答。利用体积守恒并考虑塑性区的弹性变形条件,得出了极限扩孔压力的理论解答。在此基础上,通过与不考虑渗流影响的球孔扩张解答对比,研究了渗流体积力对球孔扩张中应力和塑性区半径的影响。研究结果表明:随着渗流体积力的增大,扩孔压力和塑性区半径均减小;剪胀特性对土体的位移和变形影响显著,随着剪胀角的增加,扩孔周围土体的径向位移减小,并沿径向逐渐趋于零;随着土体强度的增大,扩孔压力明显增大。该解答可为富水工程中进行扩底沉桩等岩土渗流问题提供必要的理论依据。 展开更多
关键词 球孔扩张 沉桩 SMP准则 渗流 剪胀特性
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