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考虑塑性体积应变的扰动状态本构模型改进 被引量：1
1
作者 崔允亮 项鹏飞 +1 位作者 王新泉 张世民 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2018年第1期47-52,共6页
针对Desai等人提出的扰动状态本构模型只考虑了塑性偏应变对扰动状态的影响,而没有考虑塑性体积应变的影响,对其扰动状态本构模型的扰动函数进行改进,在原扰动函数的基础上引入一个塑性偏应变迹和塑性体积应变迹的耦合形式作为扰动函数... 针对Desai等人提出的扰动状态本构模型只考虑了塑性偏应变对扰动状态的影响,而没有考虑塑性体积应变的影响,对其扰动状态本构模型的扰动函数进行改进,在原扰动函数的基础上引入一个塑性偏应变迹和塑性体积应变迹的耦合形式作为扰动函数的扰动变量.取温州原状结构性软土进行了三轴固结不排水(CU)压缩试验、三轴固结排水(CD)压缩试验和一维压缩试验,通过试验数据对改进了扰动函数的DSC本构模型进行了验证.结果表明,改进前模型对原状结构性软土的不排水强度和排水强度预测均略偏高,改进后的模型对原状结构性软土应力应变关系的模拟精确. 展开更多
关键词 扰动状态 塑性体积应变 塑性偏应变 本构模型 扰动函数
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热−力耦合作用下垃圾土体积变形特性和模型研究
2
作者 李玉萍 陈嘉瑞 +1 位作者 施建勇 樊宝云 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期49-58,67,共11页
城市生活垃圾填埋场因有机质降解产热导致其内部温度长期高于环境温度,引发工程运维问题。垃圾土温控三轴试验结果发现,温度变化引起的垃圾土体积应变与应力水平有关,且弹性体积应变占比较大,影响以塑性体积应变为硬化参数的弹塑性本构... 城市生活垃圾填埋场因有机质降解产热导致其内部温度长期高于环境温度,引发工程运维问题。垃圾土温控三轴试验结果发现,温度变化引起的垃圾土体积应变与应力水平有关,且弹性体积应变占比较大,影响以塑性体积应变为硬化参数的弹塑性本构模型研究。在前期试验基础上,采用GDS温控应力路径三轴仪,研究了排水条件下温度对垃圾土中黏土体积变形特性和压缩特性的影响,并与相同条件下垃圾土体积变形特性进行比较,揭示了温度变化对垃圾土体积变形特性的影响机制。基于垃圾土温控三轴试验结果,推导了垃圾土热弹塑性压缩指数λT和热弹性压缩指数κT的确定方法;采用等效应力原则,假设温度变化引起的弹塑性体积应变等于某一等效应力增量引起的弹塑性体积应变,建立了垃圾土在热−力耦合作用下的体变计算模型,并对模型进行了验证分析。研究结果表明,孔隙比是影响垃圾土温度体积应变的主要因素;垃圾土的λT和κT随初始固结应力的增加而减小,比黏土高一个数量级;选取常温下相应固结应力水平的回弹指数κ和压缩指数λ比例值(κ/λ)能够较好地模拟热−力耦合作用下垃圾土的体积变形特性。 展开更多
关键词 垃圾土 热-力耦合作用 体积变形 弹性体积应变 塑性体积应变
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综放开采顶煤破坏的应力驱动原理与破碎程度确定方法研究
3
作者 孙志猛 张瑶 +6 位作者 李明 张文辉 王兆会 孙玉嵩 安君琦 张友源 郭心洋 《中国煤炭》 北大核心 2025年第4期25-35,共11页
顶煤破碎效果是影响厚煤层能否选择综放开采的核心要素,为提高顶煤采出率和放煤效率,采用理论分析、室内实验和现场实测手段对顶煤破碎过程与机理进行分析。顶煤在最大主应力加载和最小主应力卸载复合作用下发生破坏,破坏后具备冒放能力... 顶煤破碎效果是影响厚煤层能否选择综放开采的核心要素,为提高顶煤采出率和放煤效率,采用理论分析、室内实验和现场实测手段对顶煤破碎过程与机理进行分析。顶煤在最大主应力加载和最小主应力卸载复合作用下发生破坏,破坏后具备冒放能力,冒放性的优劣取决于顶煤破碎程度;定义顶煤破坏危险性系数k为应力圆的圆心至强度曲线垂直距离同应力圆半径之比,随着最大主应力的加载和最小主应力的卸载,系数k减小,顶煤破坏风险升高,破坏条件为k=1;顶煤破坏危险性系数对最小主应力的敏感度高于最大主应力,单纯加载最大主应力碎煤难度高于卸载最小主应力,两者所需应力增量比为Δσ1/Δσ3=(1+sinφ)/(1-sinφ);顶煤裂隙发育程度同体积塑性应变呈正比,采用后者表征顶煤破碎程度,建立了顶煤体积塑性应变预测模型和顶煤主应力分布确定方法,顶煤体积塑性应变对最小主应力的敏感度高于最大主应力,单纯加载最大主应力增强顶煤冒放性的难度高于卸载最小主应力,最大、最小主应力增量相同,两者引起的体积塑性应变增量比为Δε_(1)/Δε_(3)=(1-sinφ)/(1+sinφ);实验结果表明,卸载最小主应力导致煤体承载能力降低,体积塑性应变和裂隙发育程度升高,同理论分析结果一致,实测顶煤体积塑性应变非线性分布特征同理论结果吻合,表明体积塑性应变预测模型可正确判别顶煤破碎程度。 展开更多
关键词 顶煤破坏机理 加卸载复合作用 顶煤冒放性 体积塑性应变
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车辆荷载作用下软土地基塑性变形的计算 被引量：3
4
作者 申昊 唐晓武 +1 位作者 牛犇 刘续 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3561-3566,共6页
对于低路堤公路,合理地预测车辆荷载引起的地基塑性累积变形对于低路堤公路的设计有着重要的意义。从机制上讲,可将地基的塑性应变分为塑性体积应变和塑性剪切应变。其中对于塑性体积应变,提出采用不排水条件下的残余孔压模型与一维固... 对于低路堤公路,合理地预测车辆荷载引起的地基塑性累积变形对于低路堤公路的设计有着重要的意义。从机制上讲,可将地基的塑性应变分为塑性体积应变和塑性剪切应变。其中对于塑性体积应变,提出采用不排水条件下的残余孔压模型与一维固结理论相耦合进行计算;对于塑性剪切应变,考虑了塑性体积应变引起的土体硬化,提出了修正的塑性剪切应变计算模型。然后基于所提模型,对萧山黏土的不排水与排水条件下的动三轴试验进行模拟,初步验证了所提模型的有效性。对于实际工程问题,首先运用数值的方法求得车辆荷载在地基中引起的附加应力,然后运用所提模型计算各土层的塑性应变,再结合分层总和的方法求得地基的累积塑性变形。以日本佐贺机场1号测点为例,说明了模型在工程边值问题中的有效性。 展开更多
关键词 车辆荷载 塑性变形 塑性体积应变 塑性剪切应变
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热–力耦合作用下黏性土体积变形特性试验研究 被引量：9
5
作者 费康 戴迪 付长郓 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1752-1758,共7页
采用温控三轴仪,对饱和黏性土在热-力耦合作用下的体积变形特性进行了研究。试验中共考虑了温度循环后的应力加卸载试验、升高或降低不同温度后的应力加卸载试验3 种方案。结果表明,黏性土温度体积变形的大小与围压无关。温度循环会造... 采用温控三轴仪,对饱和黏性土在热-力耦合作用下的体积变形特性进行了研究。试验中共考虑了温度循环后的应力加卸载试验、升高或降低不同温度后的应力加卸载试验3 种方案。结果表明,黏性土温度体积变形的大小与围压无关。温度循环会造成黏性土塑性体积变形持续发展,但单周塑性应变增量随温度循环周数的增加而减小,体现了温度历史的影响。将土样继续加载后,温度的历史效应将被覆盖,后续温度循环中产生的塑性体积应变量值及发展规律与初始循环下的类似。不同温度下土体的压缩指数和回弹指数基本不变。同一塑性体积应变下,屈服应力随温度的增加而减小。温度变化引起的塑性体积应变也会造成屈服应力提高,可近似采用与力学塑性体积应变硬化一致的规律进行描述。 展开更多
关键词 黏性土 室内试验 热-力耦合作用 塑性体积应变 屈服应力
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循环温度荷载作用下饱和黏土的体积变形特性 被引量：6
6
作者 费康 付长郓 +1 位作者 戴迪 周莹 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期541-548,共8页
采用温控三轴仪,研究了排水条件下温度循环引起的饱和黏土体积变化特性。试验结果表明,温度循环会使得土体产生不可恢复的体积变形,塑性体积应变的大小随温度循环周数的增加而增加,并逐渐趋于稳定值;若将经历过温度循环的土样重新加载... 采用温控三轴仪,研究了排水条件下温度循环引起的饱和黏土体积变化特性。试验结果表明,温度循环会使得土体产生不可恢复的体积变形,塑性体积应变的大小随温度循环周数的增加而增加,并逐渐趋于稳定值;若将经历过温度循环的土样重新加载到新的正常固结状态,后续温度循环中产生的塑性体积应变量值及发展规律与初始循环下的类似;同等温度增量下,体积应变的大小主要受超固结比OCR的影响,与应力水平无关。OCR越大,体积应变越小,随温度循环周数稳定的也越快。基于广义塑性理论,给出了热-力耦合作用下土体体积应变的计算模型。模型中考虑了温度塑性应变对屈服应力的硬化作用,根据屈服应力与前期固结应力之间的差异间接体现温度历史的影响,进而合理地模拟体积应变随温度循环周数的累积规律。利用所建立的模型对本文试验和文献中的数据进行了模拟,验证了模型的可靠性。 展开更多
关键词 黏土 室内试验 温度循环 塑性体积应变 广义塑性模型
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考虑卸荷效应的深埋隧洞围岩分区破坏数值模拟 被引量：12
7
作者 汪洋 曾雄辉 +1 位作者 尹健民 肖国强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1233-1239,共7页
基于卸荷岩体力学基本理论,运用三维有限差分软件,提出以塑性体积应变增量变化区间与不同卸荷区域岩体力学参数相对应的卸荷模拟方法,模拟了不同侧压系数条件下开挖洞周附近围岩最大体积应变增量以及围岩损伤范围的变化情况。数值模拟... 基于卸荷岩体力学基本理论,运用三维有限差分软件,提出以塑性体积应变增量变化区间与不同卸荷区域岩体力学参数相对应的卸荷模拟方法,模拟了不同侧压系数条件下开挖洞周附近围岩最大体积应变增量以及围岩损伤范围的变化情况。数值模拟结果表明:当侧压系数较低时,洞周附近围岩的塑性体积应变增量区域的外边界近似为竖向椭圆形,随着侧压系数的增大,其外边界逐渐向圆形变化,最后变为横向椭圆形。侧压系数越大,围岩的卸载效应越显著,洞周附近围岩的塑性体积应变增量就越大,其所产生的围岩损伤范围也相应越大。利用所获得的结果,可以为深埋隧洞的稳定性分析以及支护设计提供依据。 展开更多
关键词 深埋隧洞 卸荷 塑性体积应变增量 分区破坏
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基于耦合应力建立土本构模型的方法 被引量：5
8
作者 姚仰平 祝恩阳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1922-1929,共8页
土的平均应力与广义剪应力在引起塑性应变时会相互交叉影响,为此从反映该交叉影响的剪胀试验规律出发,构造了一个能综合考虑平均应力与广义剪应力交叉作用的耦合应力。在对已有的黏土应力应变试验规律分析的基础上,引用微积分学中曲线... 土的平均应力与广义剪应力在引起塑性应变时会相互交叉影响,为此从反映该交叉影响的剪胀试验规律出发,构造了一个能综合考虑平均应力与广义剪应力交叉作用的耦合应力。在对已有的黏土应力应变试验规律分析的基础上,引用微积分学中曲线积分路径无关的充分必要条件,推导确立了黏土塑性体积应变与耦合应力的一维化本构关系。将该推导方法应用于砂土,又建立了砂土的类似一维化弹塑性本构关系。通过耦合应力的建立以及耦合应力与塑性体积应变一维化本构关系的推导,从全新的视角介绍了一种理解和建立土本构模型的方法。 展开更多
关键词 弹塑性 土本构模型 耦合应力 塑性体积应变 路径无关
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不同夯点布置形式下群夯加固效果研究 被引量：7
9
作者 窦锦钟 邵雪莹 +1 位作者 廖晨聪 陈锦剑 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期527-534,共8页
强夯作为一种高效的地基加固技术已被广泛地应用于各类工程建设中,针对强夯的理论研究主要集中于单点夯作用下的土体响应方面,对群夯作用下相邻夯点的相互作用研究较少。为研究不同夯点布置形式对强夯加固效果的影响,在LS-DYNA的框架内... 强夯作为一种高效的地基加固技术已被广泛地应用于各类工程建设中,针对强夯的理论研究主要集中于单点夯作用下的土体响应方面,对群夯作用下相邻夯点的相互作用研究较少。为研究不同夯点布置形式对强夯加固效果的影响,在LS-DYNA的框架内,采用非线性大变形显式有限元算法和'帽子'本构模型计算了强夯作用下土体的压密程度。首先,基于单点夯试验,通过夯周土体侧向位移的数值计算结果与实测数据的对比,验证了模型的合理性。在该基础上对菱形、正方形两种常见夯点布置形式下的强夯施工过程进行了数值模拟,研究不同夯点布置形式对强夯过程中土体压密程度的影响。结果表明,夯点间土体同时受相邻夯点的影响,临近后期夯点的一侧土体的加固效果要优于临近先期夯点的一侧;夯点按菱形布置(等边三角形)时土体的加固效果要优于夯点按正方形布置(等腰直角三角形)。此外,夯坑深度、有效加固深度可以将强夯影响深度以内的土体划分为土体剪胀区、强加固区和轻微扰动区三部分。 展开更多
关键词 强夯 土体加固 多夯点 夯点布置形式 相对密实度 塑性体积应变
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