基于有效应力正负分解的木材三维弹塑性损伤模型

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作者 王明谦 《土木工程学报》 北大核心 2025年第2期25-32,共8页

准确描述木材的损伤演化过程对于木结构的制造、施工和后期维护具有重要意义。为合理反映木材不同方向损伤的相互影响,根据热力学第二定律建立了的双标量弹塑性损伤模型。采用Hill屈服准则和Voce模型更新木材的有效应力和塑性应变。根... 准确描述木材的损伤演化过程对于木结构的制造、施工和后期维护具有重要意义。为合理反映木材不同方向损伤的相互影响,根据热力学第二定律建立了的双标量弹塑性损伤模型。采用Hill屈服准则和Voce模型更新木材的有效应力和塑性应变。根据有效应力正负分解和损伤能释放率识别受拉和受压不同的损伤起始点。通过2种标量形式的损伤变量分别追踪木材受拉和受压损伤演化过程。通过编写用户自定义子程序UMAT将本构模型嵌入商业有限元软件ABAQUS。根据已有木材单轴和双轴受力试验结果对本构模型进行验证。计算结果表明,弹塑性损伤本构模型能够准确表征木材的非线性受力行为。基于有效应力正负分解和能量释放率的损伤识别方法能够合理表征木材在双轴受拉和双轴受压状态下的强度包络线。 展开更多

关键词 木材 弹塑性损伤模型 有效应力正负分解 热力学

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弹塑性条件下岩土孔隙介质有效应力系数理论模型 被引量：9

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作者 张凯 周辉 +2 位作者 胡大伟 冯夏庭 张元刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1035-1041,共7页

分析了有效应力系数的物理机理及其主要影响因素,在此基础上,提出了等效孔隙连通率的概念,以此表征岩土类孔隙介质的结构和孔隙之间的连通性,建立了有效应力系数张量演化的普适性理论模型。基于大理岩峰后和砂岩不同塑性变形阶段的有效... 分析了有效应力系数的物理机理及其主要影响因素,在此基础上,提出了等效孔隙连通率的概念,以此表征岩土类孔隙介质的结构和孔隙之间的连通性,建立了有效应力系数张量演化的普适性理论模型。基于大理岩峰后和砂岩不同塑性变形阶段的有效应力测试试验,分析了塑性条件下影响有效应力系数的主要因素,结果表明塑性条件下,影响有效应力系数的主要因素为等效孔隙连通率。利用试验数据,通过拟合得到了大理岩和砂岩的等效孔隙连通率随应变的演化规律,从而得到了有效应力系数与变形的关系。研究成果为弹塑性条件下的流固耦合研究提供了基础性的理论和方法支持。 展开更多

关键词 岩土类孔隙介质 有效应力系数张量普适模型 等效孔隙连通率 弹塑性条件

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超长钻孔灌注桩群桩效应系数研究 被引量：7

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作者 戴国亮 戴永兴 +1 位作者 刘云忠 龚维明 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期107-112,共6页

应力叠加理论的群桩效应系数公式理论性较强,考虑了桩长、桩距、桩的排列、以及桩间土性质等多种因素的影响。基于应力叠加理论,通过多种工况的算例,定量地分析超长大直径钻孔灌注群桩中桩数、桩间距、桩长以及桩径与群桩效应系数的关... 应力叠加理论的群桩效应系数公式理论性较强,考虑了桩长、桩距、桩的排列、以及桩间土性质等多种因素的影响。基于应力叠加理论,通过多种工况的算例,定量地分析超长大直径钻孔灌注群桩中桩数、桩间距、桩长以及桩径与群桩效应系数的关系。计算表明:桩数的增加、桩间距的减小、桩长的增加、以及桩径的增大都使得群桩效应系数减小,但它们各自影响的程度不一样,当桩数超过10×10后,桩数的变化对群桩效应系数的影响非常微小;对于超长桩,一般要求桩间距达到10D左右可不计群桩效应的影响;桩长L<50D时,衰减较快,当桩长L>50D时,衰减较慢。最后通过进行8组超长群桩(1、2、4、9桩多种桩群和多种桩距、桩径)的大比例尺现场模型试验,验证应力叠加的群桩效应系数公式的适用性,可为超长钻孔灌注桩设计提供参考。 展开更多

关键词 超长钻孔灌注桩 群桩效应系数 应力叠加 大比例尺现场模型试验

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低渗透储层应力敏感系数统一模型 被引量：17

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作者 王培玺 刘仁静 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期75-77,116,共3页

低渗透储层应力敏感性的研究虽已引起中外学者的关注,但目前仍未形成统一认识。为了更准确地描述低渗透储层的应力敏感性,通过保持围压不变、改变流体压力的实验方法,研究了低渗透储层渗透率随有效应力的变化规律及其影响因素。在此基础... 低渗透储层应力敏感性的研究虽已引起中外学者的关注,但目前仍未形成统一认识。为了更准确地描述低渗透储层的应力敏感性,通过保持围压不变、改变流体压力的实验方法,研究了低渗透储层渗透率随有效应力的变化规律及其影响因素。在此基础上,按照岩石压缩系数的定义方法,提出了渗透率应力敏感系数的概念,在综合考虑孔隙结构、有效压力及滞后效应等参数的基础上,结合分形理论,建立了应力敏感系数的统一模型。结果表明,渗透率随有效压力的增加呈阶梯状减小,且与孔隙结构及有效应力加压方式有关;渗透率应力敏感系数可以定量表征储层渗透率随有效应力变化的敏感程度,其值越大说明储层敏感性越强;所建模型考虑了岩石内部孔隙结构、外部有效应力变化及滞后效应等多种因素的综合影响,可以全面表征储层的应力敏感性,并预测不同孔隙结构岩石的渗透率随有效应力变化的规律。 展开更多

关键词 低渗透储层 应力敏感性 孔隙结构 统一模型 滞后效应

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深基坑工程流固耦合模型的发展进程与动向 被引量：5

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作者 贾彩虹 王媛 张雪颖 《四川建筑科学研究》 北大核心 2010年第6期80-84,共5页

基于Biot渗流应力耦合理论,概述了深基坑工程流固耦合的特点、研究方法和理论进展,对耦合理论中几个具有代表意义的流固耦合模型做了较详细的分析和比较,重点阐述了渗透系数的耦合效应,最后就基坑工程流固耦合理论的发展趋势提出了自己... 基于Biot渗流应力耦合理论,概述了深基坑工程流固耦合的特点、研究方法和理论进展,对耦合理论中几个具有代表意义的流固耦合模型做了较详细的分析和比较,重点阐述了渗透系数的耦合效应,最后就基坑工程流固耦合理论的发展趋势提出了自己的看法。 展开更多

关键词 深基坑工程 流固耦合模型 渗透系数 耦合效应

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基于球体模型的渗透率有效应力系数的理论与实验 被引量：1

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作者 丁艳艳 李闽 张菁 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期334-336,共3页

结合弹性力学和渗流理论,推导了基于球体模型的渗透率有效应力系数的数学表达式,并基于稳态法,以氮气为实验介质,对低渗致密砂岩岩样进行了渗透率测试,利用二元线性回归计算渗透率有效应力系数,所得结果与理论值相近,证实了理论模型的... 结合弹性力学和渗流理论,推导了基于球体模型的渗透率有效应力系数的数学表达式,并基于稳态法,以氮气为实验介质,对低渗致密砂岩岩样进行了渗透率测试,利用二元线性回归计算渗透率有效应力系数,所得结果与理论值相近,证实了理论模型的可靠性。 展开更多

关键词 有效应力 渗透率 有效应力系数 球体模型

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单侧边载作用下黏土中单桩负摩阻力特性模型试验研究 被引量：6

7

作者 吴彬 黄挺 郑金海 《水运工程》 北大核心 2017年第3期130-137,144,共9页

桩基础边载作用会在桩周产生负摩阻力,进而危及软土地区高桩码头、人工岛、路基等工程的安全。通过开展黏土中单侧堆载作用下单桩室内模型试验,测定桩身应变、桩顶沉降和水平位移,研究边载作用距离和桩型对桩身轴力及弯矩的影响,探讨桩... 桩基础边载作用会在桩周产生负摩阻力,进而危及软土地区高桩码头、人工岛、路基等工程的安全。通过开展黏土中单侧堆载作用下单桩室内模型试验,测定桩身应变、桩顶沉降和水平位移,研究边载作用距离和桩型对桩身轴力及弯矩的影响,探讨桩身负摩阻力、桩顶沉降和水平位移在黏土固结过程中的时间效应。结果表明:边载作用距离对桩身最大轴力和最大弯矩有较大影响;翼板桩会增加桩身最大轴力和最大弯矩;负摩阻力和有效应力系数随时间增长且增速趋缓;增加边载作用距离和添加翼板都会提升桩身中性点位置,在这两组试验中均提升了8.33%。 展开更多

关键词 黏土 边载 翼板桩 负摩阻力 中性点 室内模型试验 有效应力系数

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含钙质砂无粘性土的渗透特性试验及经验模型 被引量：1

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作者 钱财富 宋新江 马露 《水电能源科学》 北大核心 2023年第3期128-131,共4页

为进一步分析含钙质砂无粘性土的渗透特性,采用南海钙质砂与细颗粒石英粉作为试验材料配置试验土样,利用GDS高压三轴仪试验系统和常水头渗透仪,开展钙质砂含量、初始孔隙比和有效应力对无粘性土的渗透特性影响研究,并建立考虑有效应力... 为进一步分析含钙质砂无粘性土的渗透特性,采用南海钙质砂与细颗粒石英粉作为试验材料配置试验土样,利用GDS高压三轴仪试验系统和常水头渗透仪,开展钙质砂含量、初始孔隙比和有效应力对无粘性土的渗透特性影响研究,并建立考虑有效应力的渗透系数经验模型。试验结果表明,钙质砂含量低于40%时,土颗粒结构为无粘性土基质,孔隙结构由细颗粒土决定;钙质砂土样结构为砂颗粒骨架结构,渗透系数量级显著增大;随有效应力的增加,试样渗透系数呈幂函数降低;建立含钙质砂无粘性土的渗透系数经验模型,模型参数与土样性质关系密切,计算值与试验值吻合度较好。研究结果可为工程实践提供参考。 展开更多

关键词 钙质砂 无粘性土 渗透系数 有效应力 经验模型

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基于介观结构的饱和与非饱和多孔介质有效应力 被引量：2

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作者 李锡夔 杜友耀 段庆林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期29-39,共11页

基于描述含液颗粒材料介观结构的Voronoi胞元模型和离散颗粒集合体与多孔连续体间的介-宏观均匀化过程,定义饱和与非饱和多孔介质有效应力.导出了计及孔隙液压引起之颗粒体积变形的饱和多孔介质广义有效应力.用以定义广义有效应力的Bio... 基于描述含液颗粒材料介观结构的Voronoi胞元模型和离散颗粒集合体与多孔连续体间的介-宏观均匀化过程,定义饱和与非饱和多孔介质有效应力.导出了计及孔隙液压引起之颗粒体积变形的饱和多孔介质广义有效应力.用以定义广义有效应力的Biot系数不仅依赖于颗粒材料的多孔连续体固体骨架及单个固体颗粒的体积模量(材料参数),同时与固体骨架当前平均广义有效应力及单个固体颗粒的体积应变(状态量)有关.提出了描述非饱和多孔介质中非混和固体颗粒、孔隙液体和气体等三相相互作用的具介观结构的Voronoi胞元模型.具体考虑在低饱和度下双联(binary bond)模式的摆动(pendular)液桥系统介观结构.导出了基于介观水力-力学模型的非饱和多孔介质的各向异性有效应力张量与有效压力张量.考虑非饱和多孔介质Voronoi胞元模型介观结构的各向同性情况,得到了与非饱和多孔连续体理论中唯象地假定的标量有效压力相同的有效压力形式.但本文定义的与确定非饱和多孔介质有效应力和有效压力相关联的Bishop参数由基于三相介观水力-力学模型,作为饱和度、孔隙度和介观结构参数的函数导出,而非唯象假定. 展开更多

关键词 饱和与非饱和多孔连续体 含液离散颗粒集合体 介观结构的Voronoi胞元模型 有效应力 Biot系数 Bishop参数

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基于动态有效应力系数的地层压力估算方法 被引量：5

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作者 周云秋 贺锡雷 +3 位作者 林凯 秦思萍 张陈强 刘宗杰 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期245-251,共7页

地层压力可反映地下岩层孔隙度、压实情况、流体赋存状态等,对于寻找有效储集层十分重要。针对目前计算地层压力时将有效应力系数简化为1的情况,以统一岩石骨架模型及Gassmann方程为基础,计算出含孔隙结构参数的动态有效应力系数,结合常... 地层压力可反映地下岩层孔隙度、压实情况、流体赋存状态等,对于寻找有效储集层十分重要。针对目前计算地层压力时将有效应力系数简化为1的情况,以统一岩石骨架模型及Gassmann方程为基础,计算出含孔隙结构参数的动态有效应力系数,结合常规Eaton法实现地层压力及压力系数的估算,提高地层压力的预测精度。以碳酸盐岩及砂岩储集层为例,估算的地层压力在水层、油层、气层等均出现异常高值,比常规Eaton法计算结果的精确度更高,寻找的有效储集层更可靠。 展开更多

关键词 有效应力系数 孔隙结构参数 地层压力 Eaton法 GASSMANN方程 统一岩石骨架模型 储集层

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深部致密油储层现今地应力测井评价方法 被引量：3

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作者 张建华 王改红 尹帅 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期362-368,共7页

利用测井资料进行现今地应力评价可以为压裂增产和水平井轨迹优化提供依据。以塔中S9井区志留系致密油为例,对目的层(S1k1)致密砂岩岩石力学性质及地应力进行综合研究及评价。从阵列声波测井资料中提取了致密油储层的纵横波时差,获得了... 利用测井资料进行现今地应力评价可以为压裂增产和水平井轨迹优化提供依据。以塔中S9井区志留系致密油为例,对目的层(S1k1)致密砂岩岩石力学性质及地应力进行综合研究及评价。从阵列声波测井资料中提取了致密油储层的纵横波时差,获得了动静态力学参数转换关系。通过引入修正系数C*至Newberry模型中,实现了对致密油储层水平方向最小主应力(σh)的计算。考虑到地应力的各向异性,引入非平衡结构因子(Ub),对储层水平最大主应力(σH)进行了测井计算。该测井解释模型的平均相对误差低于8%。古地磁、扩径分析及快横波方位分析结果表明,研究区目的层(S1k1)水平最大主应力方向为NE向。 展开更多

关键词 致密砂岩油储层 现今地应力 测井评价 Newberry模型 有效应力系数

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循环载荷下破碎煤体渗透率及迂曲度演化研究

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作者 张天军 田嘉伟 +4 位作者 张磊 庞明坤 潘红宇 孟伟 贺绥男 《岩土力学》 2025年第5期1409-1418,1428,共11页

循环载荷对煤体渗流影响较大,但目前对循环载荷下破碎煤体中渗流通道的量化表征不足,且缺少可以表示破碎煤体的基质结构模型。为此针对不同级配的破碎煤体开展了孔隙压力循环和围压循环渗流试验。结果表明:(1)孔隙压力循环与围压循环中... 循环载荷对煤体渗流影响较大,但目前对循环载荷下破碎煤体中渗流通道的量化表征不足,且缺少可以表示破碎煤体的基质结构模型。为此针对不同级配的破碎煤体开展了孔隙压力循环和围压循环渗流试验。结果表明:(1)孔隙压力循环与围压循环中,不同级配导致煤体初始渗透率有较大差异。随Talbol幂指数升高,渗透率K依次升高,且表现出明显分层现象。(2)采用有效应力变化量Δσ_(e)^(S)值表达有效应力对循环载荷下渗透率K的敏感性,发现孔隙压力循环中随渗透率升高,Δσ_(e)^(S)值呈“L型”降低,且当K≤0.75×10^(-12)m^(2)时,Talbol幂指数越小,Δσ_(e)^(S)值越低。(3)提出了一种针对级配煤体平均渗流孔道面积的计算方法,从而建立迂曲度模型描述循环载荷中破碎煤体迂曲度演化规律。研究可以为循环载荷下破碎煤体渗透率演变机制和渗流模型的建立提供理论依据。 展开更多

关键词 渗透率 循环载荷 有效应力 敏感系数 迂曲度模型

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