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题名宏细观结合考虑主应力轴旋转的砂土破坏特性
被引量：7
- 1
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作者
李学丰
黄茂松
孔亮
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机构
宁夏大学土木与水利工程学院
同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室
青岛理工大学理学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第7期1923-1930,共8页
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基金
国家杰出青年科学基金资助项目(No.50825803)
教育部重点实验室开放基金(No.TJ200126)
山东省自然科学杰出青年基金项目(No.JQ201017)
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文摘
采用宏细观结合各向异性破坏准则对主应力轴旋转条件下砂土的破坏特性进行分析。该准则是加载应力、组构各向异性程度和应力与组构几何关系3个因素的函数,可描述细观特性对任意应力旋转角度条件下破坏特性的影响。根据空心圆柱扭剪试验的特点推导一般正交坐标系下主应力轴旋转条件下的破坏关系式,考虑应力与砂土细观组构的几何关系,推导的关系式即可分析该条件下破坏特性。材料为各向异性时,主应力轴旋转造成破坏特性发生变化,细观各向异性程度越小变化越小;材料为各向同性时,则不会造成砂土破坏特性的变化。该式表明主应力轴旋转条件下不同破坏特性存在的根本原因是砂土各向异性的存在。采用空心圆柱试验结果进行验证,结果表明建立的关系式能较好描述不同应力加载角度条件下砂土的破坏特性。初步验证了由于砂土各向异性的存在使得主应力轴旋转造成了不同的破坏规律。
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关键词
砂土
细观组构
宏细观结合
主应力轴旋转
各向异性强度
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Keywords
sand
meso fabric
macro-meso incorporation
rotation of principal stress axis
anisotropic strength
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分类号
TU441
[建筑科学—岩土工程]
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题名宏-细观结合的砂土单剪试验非共轴特性分析
被引量：7
- 2
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作者
李学丰
黄茂松
钱建固
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机构
宁夏大学固体力学研究所
同济大学地下建筑与工程系
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第12期3417-3424,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(No.51368050)
2013宁夏自治区科技支撑计划项目
+1 种基金
宁夏自治区自然科学基金重点项目(No.NZ13001)
国家杰出青年科学基金资助项目(No.50825803)
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文摘
针对传统本构理论无法描述土体单剪试验非共轴变形的不足,采用非共轴修正模型进行改进。模型基于材料状态相关临界状态理论,采用宏-细观结合的方法,将1个新的各向异性状态变量引入本构模型来描述砂土的各向异性。考虑细观组构张量和应力张量的几何关系的变化,模型可以描述砂土在主应力轴旋转条件下材料状态的变化,材料状态变化直接导致模型的硬化规律和剪胀性发生变化,因此,模型可以描述该条件下原生向异性对砂土变形的影响。引入非共轴理论对本构模型进行修正,建立了三维非共轴各向异性模型。单剪试验的加载条件会造成主应力轴相对土体沉积面发生旋转,修正模型不但能够描述砂土在主应力轴旋转条件下其原生各向异性对变形的影响,而且可以描述主应力轴旋转造成的应力诱发各向异性对土体变形的影响,因此,该模型能够对整个单剪试验的变形规律进行描述,而且物理意义清晰。通过铝棒堆积体和Toyoura砂单剪试验验证表明,非共轴修正各向异性模型能对单剪试验的整个变形过程进行较好的模拟。
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关键词
砂土
细观组构
宏细观结合
主应力轴旋转
非共轴.
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Keywords
sand
meso-fabric
macro-meso-incorporation
principal stress axes rotation
non-coaxial
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分类号
TU431
[建筑科学—岩土工程]
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题名冻融红砂岩损伤演化多尺度分析
被引量：18
- 3
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作者
张慧梅
王云飞
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机构
西安科技大学力学系
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期2103-2114,共12页
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基金
国家自然科学基金(No.12172280,No.42077274,No.41907259)
陕西省自然科学基金重点资助项目(No.2020JZ-53)。
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文摘
以红砂岩为研究对象,进行冻融循环、CT扫描及力学特性试验,采用图像处理技术结合遗传算法寻优模型实现了0、5、10、20、40次冻融循环后CT扫描图像的去噪、增强、分割及三维重构处理,通过对同一对象跨尺度的损伤识别与对比研究,建立了基于细观损伤的弹性模量劣化预测公式,并从材料细观结构的物理本质诠释了冻融红砂岩宏观力学行为。结果表明:基于图像最大熵值的遗传算法能够快速精确地选取阈值进行图像分割,实现对岩石细观结构中基质和缺陷的识别;随着冻融次数增加,岩石孔隙率上升、孔隙分维下降,细观尺度上呈现出孔隙扩展、数量增多,但结构复杂程度下降的演化行为;传统方法以有效承载面积、弹性模量为度量基准定义的宏、细观损伤变量未能全面考虑损伤物理机制和材料内部结构信息,宏细观损伤演化曲线差异较大;基于2种物理机制定义细观损伤变量和考虑岩石天然损伤定义宏观损伤变量,实现了损伤的宏-细观结合。最后通过冻融循环过程中细观结构演化与宏观力学响应之间的关系,提出了弹性模量劣化预测公式,并分析冻融砂岩孔隙大小及孔隙结构形态变化在损伤过程中占据的不同主导作用,根据细观结构的物理机制解释宏观砂岩冻融破坏的力学机制。
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关键词
冻融砂岩
损伤
多尺度
物理机制
宏-细观结合
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Keywords
freeze-thaw sandstone
damage
multi-scale
physical mechanism
macro-meso combination
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分类号
TU454
[建筑科学—岩土工程]
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