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题名考虑损伤的内变量黏弹--黏塑性本构方程
被引量：5
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作者
张泷
刘耀儒
杨强
薛利军
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机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
中国水电顾问集团成都勘测设计研究院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第4期572-581,共10页
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基金
国家自然科学基金(11172150
51279086)
水沙科学与水利水电工程国家重点实验室科研(2013-KY-2)项目资助~~
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文摘
基于Rice不可逆内变量热力学框架,在约束构型空间中讨论材料的蠕变损伤问题.通过给定具体的余能密度函数和内变量演化方程推导出考虑损伤的内变量黏弹--黏塑性本构方程.通过模型相似材料单轴蠕变加卸载试验对一维情况下的本构方程进行参数辨识和模型验证,本构方程能很好地描述黏弹性变形和各蠕变阶段.不同的蠕变阶段具有不同的能量耗散特点.受应力扰动后,不考虑损伤的材料系统能自发趋于热力学平衡态或稳定态.在考虑损伤的整个蠕变过程中,材料系统先趋于平衡态再背离平衡态发展.能量耗散率可作为材料系统热力学状态偏离平衡态的测度;能量耗散率的时间导数可用于表征系统的演化趋势;两者的域内积分值可作为结构长期稳定性的评价指标.
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关键词
内变量热力学
蠕变损伤
本构方程
能量耗散率
稳定评价指标
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Keywords
internal state variable thermodynamics,creep damage,constitutive equation,energy dissipation rate,evalu-ation index of stability
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分类号
O344.6
[理学—固体力学]
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题名岩体结构非平衡演化的有效应力原理及长期稳定性分析
被引量：2
- 2
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作者
张泷
刘耀儒
杨强
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机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第4期624-633,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(11172150
51279086)
+1 种基金
水沙科学与水利水电工程国家重点实验室科研项目(2013-KY-2)
教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0323)资助)~~
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文摘
开挖卸荷后的天然岩体往往处于非平衡演化状态,将直接影响岩体工程结构的正常运行、长期稳定和安全.时效变形和损伤演化是岩体结构非平衡演化的核心.在赖斯(Rice)内变量热力学理论框架下,提出了岩体结构非平衡演化的有效应力原理,指出有效应力是总应力中能有效驱动结构演化的部分.将内变量率形式的非弹性应变率方程和能量耗散率函数表示为有效应力形式,并提出非弹性余能概念.给定具体的余能密度函数和内变量演化方程,得到了考虑损伤的内变量黏塑性应变率方程.通过相似材料加卸载蠕变试验结果进行参数辨识,并分别计算了内变量率形式和有效应力形式的黏塑性应变率、能量耗散率和非弹性余能,并对其进行比较分析.结果表明:在过渡蠕变和稳态蠕变阶段两种形式的方程计算的黏塑性应变率几乎相等,但在加速蠕变阶段两者相差较大;非弹性余能和能量耗散率全域积分分别从驱动结构非平衡演化的内在潜力和实际效果的角度表征了结构的非平衡演化状态和演化趋势,能量耗散率积分更合适用于评价岩体工程结构的长期稳定性.最后以深埋地下洞室作为工程算例,并对其长期稳定性进行分析.
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关键词
有效应力
内变量热力学
非弹性余能
能量耗散率
长期稳定性分析
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Keywords
effective stress
thermodynamics with internal state Variable
inelastic complementary energy
energy dissi-pation rate
long-term s
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分类号
TU411.7
[建筑科学—岩土工程]
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