基于统计损伤原理的岩石三轴压缩本构模型

1

作者 焦晋楠 靳卫刚 《煤》 2025年第2期98-102,共5页

岩石在三轴压缩条件下的变形行为主要受到裂隙扩展与演化的影响。针对岩石在不同围压条件下的应力-应变曲线行为,分析了其闭合应力σ_(cc)、起裂应力σ_(ci)、扩容应力σ_(cd)、峰值应力σ_(c)随围压变化的演化规律。考虑到岩石峰后的... 岩石在三轴压缩条件下的变形行为主要受到裂隙扩展与演化的影响。针对岩石在不同围压条件下的应力-应变曲线行为,分析了其闭合应力σ_(cc)、起裂应力σ_(ci)、扩容应力σ_(cd)、峰值应力σ_(c)随围压变化的演化规律。考虑到岩石峰后的残余强度特征,建立了基于概率统计的损伤变量,并推导了基于统计损伤原理的岩石三轴压缩本构模型。结果表明:在围岩增加的条件下,岩石的特征应力也随之表现出增长过程。通过与试验数据进行对比分析,表明建立的本构模型可以有效描述岩石全阶段内的损伤演化规律和应力-应变曲线特征,验证了模型的合理性与可靠性。 展开更多

关键词 三轴压缩 裂隙扩展 本构模型 损伤力学 概率统计

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基于损伤耦合演化过程的黏土-结构物界面统计损伤本构模型 被引量：1

2

作者 李怀鑫 晏长根 +2 位作者 石玉玲 余柄学 梅颢鹏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2260-2272,共13页

为了评估粗糙度对土与结构物界面强度特性的影响,首先,开展不同法向应力条件下黏土和不同粗糙度黏土-结构物界面强度的直剪试验,分析了土体剪切面强度和界面强度的相互关系;其次,利用图像处理软件分析黏土-结构物界面的剪切机理,提出了... 为了评估粗糙度对土与结构物界面强度特性的影响,首先,开展不同法向应力条件下黏土和不同粗糙度黏土-结构物界面强度的直剪试验,分析了土体剪切面强度和界面强度的相互关系;其次,利用图像处理软件分析黏土-结构物界面的剪切机理,提出了考虑结构物表面粗糙度影响的界面损伤耦合演化过程;第三,引入考虑界面粗糙度影响的等效初始损伤因子,基于连续损伤理论和统计强度理论建立了考虑界面损伤耦合演化过程的黏土-结构物界面统计损伤本构模型;最后,结合室内试验结果验证了模型适用性。研究结果表明:在相同法向应力条件下,界面粗糙度越大,界面强度越接近土体强度;界面强度与结构物表面粗糙度呈幂函数关系增加,其增长速率随结构物表面粗糙度增加而降低;黏土-结构物界面剪切全过程的损伤演化过程可分为等效初始损伤阶段和加载损伤阶段,其中,等效初始损伤阶段受界面粗糙度影响,加载损伤包括受荷损伤和耦合损伤。本文模型所得结果与试验结果的吻合度较高,能较好地反映黏土与结构物界面损伤本构特征。 展开更多

关键词 土与结构物界面 粗糙度 等效初始损伤因子 损伤耦合演化 统计损伤理论 本构模型

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冲击破坏条件下煤的强度型统计损伤本构模型与分析 被引量：25

3

作者 王登科 刘淑敏 +2 位作者 魏建平 王洪磊 彭明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3024-3031,共8页

为研究冲击作用下煤体破坏特征,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统对取自苇町矿的煤样进行了不同冲击载荷条件下的动态冲击试验,分析了煤在冲击载荷条件下的动态力学特性。试验结果表明煤是一种典型的率相关材料,弹性模量和抗压强... 为研究冲击作用下煤体破坏特征,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统对取自苇町矿的煤样进行了不同冲击载荷条件下的动态冲击试验,分析了煤在冲击载荷条件下的动态力学特性。试验结果表明煤是一种典型的率相关材料,弹性模量和抗压强度均随应变率的增大而增大。根据岩石力学的强度理论和统计损伤理论,建立了煤的强度型统计损伤本构模型,给出了模型参数的确定方法,验证了模型的正确性。对比分析了元件型统计损伤本构模型和强度型统计损伤本构模型的优劣,分析确定了强度型统计损伤本构模型的准确性与合理性。研究结果表明:强度型统计损伤本构模型结构简单,引入参数少,物理意义清晰,能够有效地描述煤体冲击破坏过程中的动态力学性质;相较于元件型统计损伤本构模型,利用强度型统计损伤本构模型拟合的相关性系数更高,与试验结果保持了很好的一致性,具有更好的普适性。 展开更多

关键词 冲击破坏 动力学特性 SHPB 强度型统计损伤本构模型 元件型统计损伤本构模型

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基于泊松分布的木材顺纹方向统计损伤本构模型研究

4

作者 刘文斌 徐国林 +2 位作者 李维君 柏亚双 陈顺超 《西南林业大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第5期193-199,共7页

基于概率密度函数构建材料统计损伤本构模型时,分布函数决定着本构模型精度。为解决现有研究中使用的分布函数大多适用于脆性材料、准脆性材料,并不适用于木材的难题,引入泊松分布函数,结合连续介质力学和木材顺纹方向变形破坏曲线几何... 基于概率密度函数构建材料统计损伤本构模型时,分布函数决定着本构模型精度。为解决现有研究中使用的分布函数大多适用于脆性材料、准脆性材料,并不适用于木材的难题,引入泊松分布函数,结合连续介质力学和木材顺纹方向变形破坏曲线几何条件,构建木材顺纹方向统计损伤本构模型。结果表明:基于泊松分布函数构建本构模型方法可行;与Weibull分布、正态分布和对数正态分布相比,泊松分布更适用于构建木材本构模型;对于木材本构模型中受拉段应力-应变曲线,也可采用对数正态分布来构建。 展开更多

关键词 木材 统计损伤 本构模型 泊松分布

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基于Weibull分布的高温高围压岩石统计损伤本构模型

5

作者 郑栋 戚承志 +3 位作者 卢春生 班力壬 王东岳 候宇航 《市政技术》 2024年第4期45-53,共9页

深部岩石通常处于高温及高围压环境中,深入研究深部岩石的本构关系对于深地矿产资源的开采、地热的高效利用以及岩体的稳定性分析等具有重要的理论和现实意义。为研究岩石在不同温度和围压作用下的静态三轴压缩破坏全过程本构关系,基于... 深部岩石通常处于高温及高围压环境中,深入研究深部岩石的本构关系对于深地矿产资源的开采、地热的高效利用以及岩体的稳定性分析等具有重要的理论和现实意义。为研究岩石在不同温度和围压作用下的静态三轴压缩破坏全过程本构关系,基于宏观唯象损伤力学的概念,从岩石的弹性模量随着温度变化的角度出发,得到了岩石在温度作用下的损伤表达式;又基于Weibull分布和修正的Mohr-Coulomb强度准则,将岩石细观均匀化,并结合统计损伤理论,得到了岩石在轴向压力作用下的统计损伤表达式;然后根据推广的应变等价性原理将两部分损伤耦合,得到了岩石在高温及轴压力作用下的岩石耦合损伤表达式。将所得的耦合损伤表达式结合考虑岩石残余应力的Lemaitre应变等价性假说以及有效应力原理,同时考虑岩石内部裂纹起裂阈值的影响,将本构模型分为阈值应变之前和阈值应变之后两部分,得到了一种分段函数形式的可反映高温及高围压影响的岩石统计损伤本构模型。为验证模型的适用性和准确性,分别将岩石在温度为25、200、400、600、800、1000℃和围压为0、10、20、30、40 MPa情况下的模型本构曲线与试验本构曲线进行了对比验证,对比结果较好,可以反映出岩石存在临界温度。在围压一定时,随着温度的升高,岩石的强度先增大后减小;在温度一定时,随着围压的升高,岩石的延性逐渐增强。 展开更多

关键词 统计损伤理论 岩石本构模型 WEIBULL分布 高围压 高温 阈值应变

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基于新型损伤定义的岩石损伤统计本构模型探讨 被引量：56

6

作者 曹文贵 张升 赵明华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期41-46,共6页

针对几何损伤理论中损伤定义的局限性与不足,对岩石损伤定义进行了改进;在此基础上,将在应力作用下的岩石材料抽象为破坏与未破坏两部分,并根据这两部分不同的受力情况,建立出新型损伤模型;其次,利用统计损伤理论,建立出岩石统计损伤演... 针对几何损伤理论中损伤定义的局限性与不足,对岩石损伤定义进行了改进;在此基础上,将在应力作用下的岩石材料抽象为破坏与未破坏两部分,并根据这两部分不同的受力情况,建立出新型损伤模型;其次,利用统计损伤理论,建立出岩石统计损伤演化方程,进而建立起基于特定围压下的岩石损伤统计本构模型;然后,通过探讨模型参数与围压的经验关系,对模型进行合理修正,从而建立了反映不同围压条件下的岩石损伤统计本构模型,并通过探讨模型参数的物理意义,初步建立了反映岩石软化与硬化特性相互转化的临界物理力学参数的确定方法。该模型能够反映岩石软化与硬化特性相互转化的特征,与试验结果进行比较分析表明,该模型与实测结果吻合良好。 展开更多

关键词 岩石 损伤 本构模型 硬化 软化 统计

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基于正态分布的岩石软硬化损伤统计本构模型及其参数确定方法探讨 被引量：50

7

作者 曹文贵 莫瑞 李翔 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期671-675,共5页

在现有新型岩石损伤模型研究基础上,首先,利用岩石微元强度服从正态分布的规律与岩石损伤的能量原理建立能反映特定围压下岩石应变软化或硬化变形全过程的损伤统计本构模型;其次,通过研究特定围压下岩石应力应变全曲线的特征及其在不同... 在现有新型岩石损伤模型研究基础上,首先,利用岩石微元强度服从正态分布的规律与岩石损伤的能量原理建立能反映特定围压下岩石应变软化或硬化变形全过程的损伤统计本构模型;其次,通过研究特定围压下岩石应力应变全曲线的特征及其在不同围压下特征参数(峰值点强度与应变)之间的关系,建立岩石损伤软硬化统计本构模型参数的确定方法,从而建立能充分反映不同围压下岩石应变软硬化变形全过程的统一损伤软硬化统计本构模型,该模型具有参数少、易于确定和能同时反映岩石应变软硬化特性的特点,并且模型参数确定方法揭示了模型参数的物理意义。理论与试验结果的比较分析表明了本文模型的合理性。 展开更多

关键词 岩石 损伤 统计 软硬化 正态分布 本构模型

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基于三轴压缩试验的岩石统计损伤本构模型 被引量：57

8

作者 张明 王菲 杨强 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1965-1971,共7页

基于三轴压缩试验,结合统计强度理论和连续损伤理论建立了一种岩石统计损伤本构模型,并对建立的本构模型的数学意义和物理意义进行了讨论分析。由此可知,统计损伤本构方程实质是用对应于某一屈服准则的等效应力表示的连续损伤演化方程,... 基于三轴压缩试验,结合统计强度理论和连续损伤理论建立了一种岩石统计损伤本构模型,并对建立的本构模型的数学意义和物理意义进行了讨论分析。由此可知,统计损伤本构方程实质是用对应于某一屈服准则的等效应力表示的连续损伤演化方程,能较好地描述材料的非线性力学行为,也能逼近材料的弹性应力–应变关系。统计损伤本构模型的统计参数均可以通过单轴或三轴压缩试验得到,在利用三轴压缩试验的轴向实测应力、实测应变时应当对损伤本构模型进行修正。对于单轴压缩试验的压密阶段,还给出了初始损伤的估计方法。引入对数正态分布和Mohr-Coulomb准则,通过理论曲线与若干岩石单轴、三轴压缩试验曲线的对比,验证了所提出的统计损伤本构方程及其参数确定方法以及模型修正的合理性,同时也肯定了对数正态分布和Mohr-Coulomb准则在统计损伤本构研究中的适用性。 展开更多

关键词 岩石 统计损伤本构模型 三轴压缩试验 适用性 初始损伤

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岩石损伤软化统计本构模型及参数确定方法的新探讨 被引量：41

9

作者 曹文贵 李翔 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2952-2956,共5页

基于现有岩石损伤软化统计本构模型研究,通过探讨岩石损伤软化统计本构模型参数与岩石应力-应变全程曲线特征参数即峰值应力与应变的关系,建立起特定围压下模型参数与围压的解析表达式。引进岩石Mohr-Coulomb强度准则,建立不同围压下岩... 基于现有岩石损伤软化统计本构模型研究,通过探讨岩石损伤软化统计本构模型参数与岩石应力-应变全程曲线特征参数即峰值应力与应变的关系,建立起特定围压下模型参数与围压的解析表达式。引进岩石Mohr-Coulomb强度准则,建立不同围压下岩石应力-应变全程曲线峰值应力与围压之间的关系,再通过探讨不同岩石应力-应变全程曲线峰值应变与围压的关系,导出了具有普遍意义的不同围压下岩石峰值应变计算公式,从而建立岩石损伤软化统计本构模型参数确定的新方法,由此得到能够模拟不同围压下岩石应变软化全过程的统一损伤软化统计本构模型。该模型较同类模型具有参数少和易于确定等特点,理论计算和实测结果比较分析表明了该方法与模型的合理性。 展开更多

关键词 岩石 损伤 应变软化 统计 本构模型

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基于Weibull统计理论的混凝土率型损伤本构模型研究 被引量：8

10

作者 梁辉 邹荣华 +2 位作者 彭刚 田为 陈学强 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第2期111-114,共4页

为研究混凝土在股役期间的材料特性,进行了不同应变速率下(10^(-5),10^(-4),10^(-3)和10^(-2)/s)的混凝土单轴受压试验,分析了混凝土材料基本力学特性,试验结果表明:随着应变速率的提高,峰值应力和初始弹性模量呈现增大的趋势,峰值应力... 为研究混凝土在股役期间的材料特性,进行了不同应变速率下(10^(-5),10^(-4),10^(-3)和10^(-2)/s)的混凝土单轴受压试验,分析了混凝土材料基本力学特性,试验结果表明:随着应变速率的提高,峰值应力和初始弹性模量呈现增大的趋势,峰值应力的变化规律并不明显。基于Weibull和Lognormal统计分布理论,以及Lemaitre应变等效原理,引入应变速率因素,构建出混凝土材料分段式率型单轴受压损伤本构模型。依据试验数据,确定了所建立的率型损伤本构模型参数;给出了不同速率下混凝土单轴受压应力-应变和损伤变化规律曲线。结果表明:建立的混凝土率型本构模型能够反映不同应变速率下混凝土单轴受压损伤全过程。 展开更多

关键词 Weibull统计分布理论 率型损伤本构模型 应力-应变全曲线 损伤变化规律

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水泥乳化沥青砂浆统计损伤本构模型 被引量：8

11

作者 傅强 谢友均 +1 位作者 郑克仁 曾晓辉 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期111-118,共8页

为研究水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)在不同应变率下的本构关系,采用统计损伤力学的方法,建立了CA砂浆的应变率效应统计损伤本构模型,并探讨了CA砂浆的损伤特性随应变率的变化规律.结果表明:本构模型的拟合结果与试验结果的相关系数均在0.97... 为研究水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)在不同应变率下的本构关系,采用统计损伤力学的方法,建立了CA砂浆的应变率效应统计损伤本构模型,并探讨了CA砂浆的损伤特性随应变率的变化规律.结果表明:本构模型的拟合结果与试验结果的相关系数均在0.978 1以上,且该模型能够有效体现CA砂浆的韧性随应变率增大向脆性的转化;应变率越大,CA砂浆峰值损伤率前的损伤率越小,峰值损伤率后的损伤率越大. 展开更多

关键词 水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆) 统计损伤 应变率 本构模型 损伤率

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基于统计损伤本构模型的改进桩-土接触面模型研究 被引量：13

12

作者 李赛 汪优 +1 位作者 秦志浩 刘建华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1947-1955,共9页

建立准确合理的接触面本构模型是研究桩基承载力、沉降及变形等问题的前提。考虑桩-土界面初始剪切刚度的深度效应,提出基于统计损伤本构模型的无厚度接触面本构模型,根据剪切试验的数据对改进的接触面本构模型参数进行拟合,得到了不同... 建立准确合理的接触面本构模型是研究桩基承载力、沉降及变形等问题的前提。考虑桩-土界面初始剪切刚度的深度效应,提出基于统计损伤本构模型的无厚度接触面本构模型,根据剪切试验的数据对改进的接触面本构模型参数进行拟合,得到了不同法向应力下的模拟曲线。利用FLAC^(3D)软件内嵌的FISH语言,对桩-土界面进行改进本构模型的二次开发,提出的无厚度接触面模型合理地模拟出桩-土界面刚度的非线性,成功实现了桩-土剪切试验过程的数值模拟。计算结果表明:提出的无厚度接触面本构模型能够合理地模拟桩-土界面的力学行为,可以描述接触面刚度的非线性变化,也适于程序化计算,拓展了接触面统计损伤本构模型的应用领域,为深入探讨桩基承载变形性状奠定了基础。 展开更多

关键词 桩-土界面 无厚度接触面 统计损伤本构模型 数值模拟

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饱和非饱和岩石损伤软化统计本构模型 被引量：9

13

作者 韦立德 徐卫亚 邵建富 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期12-17,共6页

基于概率论和损伤力学讨论了岩石在荷载作用下的破坏、损伤和变形等特征.在混合物理论基础上,建立了饱和和非饱和岩石损伤软化统计本构模型.该模型能反映岩石在单轴抗压试验中初始加载阶段全应力应变曲线稍向上凹曲的特征,以及在岩石受... 基于概率论和损伤力学讨论了岩石在荷载作用下的破坏、损伤和变形等特征.在混合物理论基础上,建立了饱和和非饱和岩石损伤软化统计本构模型.该模型能反映岩石在单轴抗压试验中初始加载阶段全应力应变曲线稍向上凹曲的特征,以及在岩石受力过程中损伤和空隙(或孔隙)中流体对应力应变关系所起的作用. 展开更多

关键词 饱和非饱和岩石 损伤 软化 统计 本构模型

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基于变形元件的节理岩体三轴压缩损伤本构模型 被引量：4

14

作者 赵怡晴 刘红岩 +2 位作者 吕淑然 邢闯锋 张力民 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期991-996,共6页

基于岩体结构力学观点,将岩体看作是由岩块和结构面组成的复合体,分别采用基于统计损伤模型的弹性损伤变形元件和考虑结构面闭合及滑动的变形元件描述岩块和结构面在压缩荷载作用下的变形规律,进而建立相应的节理岩体压缩损伤本构模型... 基于岩体结构力学观点,将岩体看作是由岩块和结构面组成的复合体,分别采用基于统计损伤模型的弹性损伤变形元件和考虑结构面闭合及滑动的变形元件描述岩块和结构面在压缩荷载作用下的变形规律,进而建立相应的节理岩体压缩损伤本构模型。其次,针对上述损伤本构模型中最大拉应变破坏准则不适合于描述三向受力状态下岩石破坏的不足,基于Mises屈服准则推导出三向应力状态下的最大主应变与围压之间的关系,进而将该模型推广至三维情形。最后,通过算例对该模型的合理性进行验证。研究结果表明:该模型能够较好地反映围压对节理岩体试件强度及变形的影响规律,即随着围压增加,节理岩体试样峰值强度增加,而试样破坏时的最终应变减小。 展开更多

关键词 围压 三轴压缩 宏观缺陷 微观缺陷 变形元件 损伤本构模型

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岩石连续损伤统计本构模型 被引量：19

15

作者 张毅 廖华林 李根生 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2004年第3期37-39,共3页

基于岩石微元强度概率分布理论 ,以Drucker Prager破坏准则为统计分布变量 ,建立了理论的岩石损伤变量演化方程和三轴条件下岩石损伤弹性统计本构模型。利用任意条件下的三轴试验数据 ,用曲线拟合法和极值法求解了所建模型的参数 ,并用... 基于岩石微元强度概率分布理论 ,以Drucker Prager破坏准则为统计分布变量 ,建立了理论的岩石损伤变量演化方程和三轴条件下岩石损伤弹性统计本构模型。利用任意条件下的三轴试验数据 ,用曲线拟合法和极值法求解了所建模型的参数 ,并用试验结果对所建模型进行了验证。模型计算结果与试验结果吻合较好 ,这说明用Drucker Prager准则为统计分布变量建立的损伤模型能够较好地反映岩石内部缺陷分布和变形特征 ,表征岩石材料在弹性阶段的本构关系。 展开更多

关键词 岩石 连续损伤统计本构模型 WEIBULL分布 损伤演化方程 粘聚力 摩擦角 钻井工程

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混凝土双轴压-压细观统计损伤本构模型 被引量：4

16

作者 白卫峰 管俊峰 +1 位作者 崔莹 陈健云 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期74-81,共8页

细观损伤机制对混凝土材料宏观力学性能产生重要的影响。基于细观统计损伤理论及宏观试验现象,建立了混凝土双轴压-压细观统计损伤本构模型。考虑断裂、屈服2种细观损伤因素,损伤演化过程由主方向的压应变驱动;引入等效传递拉损伤应变... 细观损伤机制对混凝土材料宏观力学性能产生重要的影响。基于细观统计损伤理论及宏观试验现象,建立了混凝土双轴压-压细观统计损伤本构模型。考虑断裂、屈服2种细观损伤因素,损伤演化过程由主方向的压应变驱动;引入等效传递拉损伤应变的概念,受压方向的压损伤由侧向拉损伤应变控制。采用该模型对双轴压-压应变比例加载路径下应力-应变曲线形成的包络面进行了预测,提取出双轴压-压强度包络线;从双轴强度、变形特性、包络面形状等角度对材料的双轴压缩损伤机制进行探讨。结果表明:该模型能够有效模拟双轴压-压加载情况下混凝土材料宏观力学行为,能够揭示细观损伤演化机制;细观屈服损伤模式在材料变形破坏过程中起到决定性作用,将整个变形过程分为统计均匀损伤及局部破坏2个阶段;区分峰值应力状态和局部破坏的临界状态,建议后者作为本构模型的最终破坏点。 展开更多

关键词 混凝土 双轴压缩 细观统计损伤 本构模型 应力-应变曲线

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基于统计损伤本构模型的改进接触面模型研究 被引量：6

17

作者 李赛 汪优 +1 位作者 秦志浩 刘建华 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1247-1252,共6页

考虑桩土界面初始剪切刚度的深度效应,把接触面剪切应力和剪切应变沿接触面厚度均匀化,提出基于统计损伤本构模型的无厚度单元接触面本构模型,根据剪切实验的数据对改进的本构模型参数进行拟合,得到了不同法向应力下的模拟曲线。计算结... 考虑桩土界面初始剪切刚度的深度效应,把接触面剪切应力和剪切应变沿接触面厚度均匀化,提出基于统计损伤本构模型的无厚度单元接触面本构模型,根据剪切实验的数据对改进的本构模型参数进行拟合,得到了不同法向应力下的模拟曲线。计算结果表明:本文提出的无厚度单元接触面本构模型是正确的,能够合理地模拟桩土界面的力学行为,可以描述接触面剪切刚度的非线性变化,适用性强,有较高的理论和实际应用价值。 展开更多

关键词 桩土界面 无厚度单元 统计损伤本构模型 拟合参数

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基于统计损伤理论的冻土蠕变本构模型研究 被引量：9

18

作者 李栋伟 汪仁和 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期133-136,共4页

假定冻土粘塑性微元损伤符合修进的莫尔-库仑准则,损伤变量服从Weibull随机概型分布;基于热力学原理和统计损伤理论,通过推导得到了相关联流动法则下的蠕变损伤耦合本构方程。为了便于研究冻土蠕变和损伤的耦合作用,将提出的本构模型,... 假定冻土粘塑性微元损伤符合修进的莫尔-库仑准则,损伤变量服从Weibull随机概型分布;基于热力学原理和统计损伤理论,通过推导得到了相关联流动法则下的蠕变损伤耦合本构方程。为了便于研究冻土蠕变和损伤的耦合作用,将提出的本构模型,通过用户子程序嵌入到有限元程序中。最后,对冻土中桩基承载力模型试验进行了数值模拟,结果表明:基于统计损伤理论的冻土蠕变本构模型能较好的模拟冻土蠕变变形的全过程,并且与实测蠕变变形十分吻合,该模型对冻土结构物长期稳定性分析和工程预测具有重要参考意义。 展开更多

关键词 冻土 力学模型 统计损伤 本构方程

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基于变形元件的节理岩体压缩损伤本构模型 被引量：3

19

作者 刘红岩 黄妤诗 +1 位作者 吕淑然 张吉宏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期2014-2020,共7页

为研究节理岩体在压缩荷载作用下的力学响应，基于岩体结构力学观点，把节理岩体在压缩荷载作用下的变形视为岩块变形与节理面变形的叠加，分别采用基于统计损伤模型的弹性损伤变形元件和考虑节理面闭合及滑动的变形元件计算岩块和节理... 为研究节理岩体在压缩荷载作用下的力学响应，基于岩体结构力学观点，把节理岩体在压缩荷载作用下的变形视为岩块变形与节理面变形的叠加，分别采用基于统计损伤模型的弹性损伤变形元件和考虑节理面闭合及滑动的变形元件计算岩块和节理面在压缩荷载作用下的变形，进而建立相应的节理岩体压缩损伤本构模型。并利用该模型讨论节理面弹性模量、最大闭合应变及剪切刚度等对计算结果的影响规律。最后利用该模型对含单条贯通节理的岩体在压缩荷载作用下的应力-应变曲线进行分析计算。研究结果表明：对于可能沿节理面发生剪切滑移的岩体而言，节理面剪切刚度对计算结果的影响最为显著。对本算例而言节理岩体的峰值强度仅为完整岩体的51.5%，反映节理对岩体强度的弱化效应。同时利用该模型得出岩体强度随节理倾角呈现出抛物线变化规律，即当节理倾角在50°~60°之间时，岩体强度最低，该结论与目前的理论及试验研究结果相吻合，从而说明该模型的合理性。 展开更多

关键词 节理岩体 岩体结构 宏观缺陷 微观缺陷 变形元件 压缩损伤本构模型

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纤维混凝土受压细观统计损伤本构模型研究 被引量：2

20

作者 关虓 牛荻涛 +1 位作者 吴博 王家滨 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第5期678-683,共6页

分别对31个普通混凝土试块、38个钢纤维混凝土试块及11个聚丙烯纤维混凝土进行了单轴受压本构试验研究,采用卡方检验方法对试验结果进行统计分析及假设检验,确定了以峰值应变为损伤变量的概型分布.基于唯象细观统计损伤力学及热力学的... 分别对31个普通混凝土试块、38个钢纤维混凝土试块及11个聚丙烯纤维混凝土进行了单轴受压本构试验研究,采用卡方检验方法对试验结果进行统计分析及假设检验,确定了以峰值应变为损伤变量的概型分布.基于唯象细观统计损伤力学及热力学的相关理论,在传统模型基础上引入了损伤阈值概念,并研究了不同混凝土损伤阈值取值问题.同时,探讨了塑性应变对本构模型的影响,建立了考虑塑性应变及损伤阈值的纤维混凝土单轴受压细观统计损伤本构模型.研究结果表明:损伤变量较好的服从Weibull分布函数;普通混凝土损伤阈值γ为0.6倍峰值应变,掺入纤维后,损伤阈值γ提高为0.8倍峰值应变;所建立的本构模型能够有效地描述纤维混凝土的受压本构关系. 展开更多

关键词 细观统计损伤力学 Weibull分布函数 损伤本构模型 塑性应变 损伤阈值

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