基于广义非线性统一强度理论的隧道塌落拱分析 被引量：4

1

作者 周凤玺 邵彦平 甘东彪 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期682-688,I0015,I0016,共9页

基于广义非线性统一强度的剪切破坏理论,在平面应变状态下,根据极限上限定理和隧道顶部的围岩塌落机制,在耗散能中引入了包含曲线型破裂面方程的目标函数,建立了围岩中任意断面的隧道顶部围岩的塌落机制。基于塑性位势理论,考虑塑性应... 基于广义非线性统一强度的剪切破坏理论,在平面应变状态下,根据极限上限定理和隧道顶部的围岩塌落机制,在耗散能中引入了包含曲线型破裂面方程的目标函数,建立了围岩中任意断面的隧道顶部围岩的塌落机制。基于塑性位势理论,考虑塑性应变增量与塑性势函数的应力梯度成正比,由此得出了在速度间断线上任意点内能的耗散率;再运用虚功原理,建立内能耗散率和外力做功相等的关系式,从而通过变分原理得出了隧道顶部塌落面的解析表达式,由该表达式计算出隧道顶部塌落面的形状。以圆形断面隧道为例,对影响塌落拱形状的隧道半径和中间主剪应力系数等相关参数进行了讨论分析。由此得出:在平面应变状态下,隧道顶部围岩塌落体的宽度和高度随着中间主剪应力系数的不断增大而减小;塌落面的高度随着广义非线性统一强度参数的不断增大而增大,而塌落面的宽度则不断减小;塌落宽度和塌落高度随隧道半径的增大而增大。 展开更多

关键词 广义非线性统一强度理论 极限上限定理 变分法 隧道顶部塌落

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岩石广义非线性统一强度理论 被引量：18

2

作者 昝月稳 俞茂宏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期616-624,共9页

广义Hoek-Brown强度准则广泛用于岩石工程,但其没有考虑中间主应力效应.为此,根据双剪模型和广义Hoek-Brown强度准则,建立了广义非线性统一强度理论.该理论的极限面覆盖了全部外凸区域,构成岩石材料在主应力空间的全部极限面,广义Hoek-B... 广义Hoek-Brown强度准则广泛用于岩石工程,但其没有考虑中间主应力效应.为此,根据双剪模型和广义Hoek-Brown强度准则,建立了广义非线性统一强度理论.该理论的极限面覆盖了全部外凸区域,构成岩石材料在主应力空间的全部极限面,广义Hoek-Brown强度准则和岩石广义非线性双剪强度准则是其特例.广义非线性统一强度理论的内边界是广义Hoek-Brown强度准则,外边界是岩石广义非线性双剪强度准则,其间是一系列新的极限面.广义非线性统一强度理论可以将统一屈服准则、统一强度理论、岩石非线性统一强度理论联系在一起. 展开更多

关键词 岩石强度理论 双剪模型 统一强度理论 广义Hoek-Brown强度准则

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平面应变状态下广义非线性统一强度理论的研究 被引量：1

3

作者 周凤玺 甘东彪 乔雄 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期190-195,263,共7页

基于广义Hoek-Brown准则的非线性统一强度理论不仅考虑了中间主剪应力效应及其区间性,而且将统一屈服准则、统一强度理论、岩石的非线性统一强度理论联系起来,对在三向应力状态下岩石的破坏特性比较适用。本文利用广义非线性统一强度对... 基于广义Hoek-Brown准则的非线性统一强度理论不仅考虑了中间主剪应力效应及其区间性,而且将统一屈服准则、统一强度理论、岩石的非线性统一强度理论联系起来,对在三向应力状态下岩石的破坏特性比较适用。本文利用广义非线性统一强度对平面状态下岩石的强度破坏进行了研究,得到了基于广义非线性统一强度理论的包络线方程,分析了有效剪应力和内摩擦角随有效正应力的变化规律,讨论了中间主剪应力效应参数对剪切破坏包络线及内摩擦角的影响。参数分析结果表明:在平面应变状态下,有效剪应力随着中间主剪应力效应参数的增大而增大,而内摩擦角随中间主剪应力效应参数的增大趋于稳定。 展开更多

关键词 破坏准则 平面应变 莫尔圆 非线性统一强度理论 剪切破坏

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广义非线性强度理论体系 被引量：14

4

作者 路德春 姚仰平 邹博 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2009-2016,共8页

广义非线性强度理论用一个表达式统一描述各种材料在π平面及子午面上的非线性强度特性,形成了一个全新的非线性强度理论系统,使非线性强度理论从适用于某一类特定材料的单一非线性强度理论发展到可以适用于众多不同材料的广义非线性强... 广义非线性强度理论用一个表达式统一描述各种材料在π平面及子午面上的非线性强度特性,形成了一个全新的非线性强度理论系统,使非线性强度理论从适用于某一类特定材料的单一非线性强度理论发展到可以适用于众多不同材料的广义非线性强度理论,完善了强度理论体系。广义非线性强度理论包含了一系列现有的和可能有的单一非线性强度理论,如Mises准则、SMP准则等。利用土、岩石和混凝土强度试验结果验证了广义非线性强度理论适用于多种材料的优越性。 展开更多

关键词 摩擦材料 非线性 广义强度理论 双剪统一强度理论 中主应力 静水压力

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广义非线性强度理论在岩石材料中的应用 被引量：17

5

作者 路德春 江强 姚仰平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期729-736,共8页

在已提出的广义非线性强度理论的基础上,结合岩石材料的力学特性,建立了岩石广义非线性强度理论,该理论在π平面上的破坏函数为介于SMP准则和Mises准则之间的光滑曲线,在子午面上的破坏函数为幂函数曲线.通过已有不同岩石的真三轴试验... 在已提出的广义非线性强度理论的基础上,结合岩石材料的力学特性,建立了岩石广义非线性强度理论,该理论在π平面上的破坏函数为介于SMP准则和Mises准则之间的光滑曲线,在子午面上的破坏函数为幂函数曲线.通过已有不同岩石的真三轴试验数据对岩石广义非线性强度理论的验证表明,岩石广义非线性强度理论可以广泛地适用于各类岩石,描述其π平面上及子午面上的非线性强度特性;并利用5种不同类型岩石的真三轴试验结果对岩石广义非线性强度理论和Hoek—Brown准则进行比较,反映了所提岩石广义非线性强度理论的优越性. 展开更多

关键词 岩石 广义强度理论 非线性 中主应力 真三轴试验数据

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广义非线性强度理论形状参数研究 被引量：1

6

作者 罗汀 赵翔 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期555-559,共5页

姚仰平等提出的广义非线性强度理论,将各种摩擦材料的非线性强度理论统一起来,使统一后的非线性强度理论能够合理地反映各类摩擦材料的强度特性。在广义非线性强度理论体系中,形状参数α是影响在π平面上破坏曲线形状的重要因素之一,因... 姚仰平等提出的广义非线性强度理论,将各种摩擦材料的非线性强度理论统一起来,使统一后的非线性强度理论能够合理地反映各类摩擦材料的强度特性。在广义非线性强度理论体系中,形状参数α是影响在π平面上破坏曲线形状的重要因素之一,因此,需要对形状参数进行如下研究:(1)将广义非线性理论应用于各类砂土中,根据其在π平面上破坏曲线特性,在判断该破坏曲线凹凸的基础上,得到砂土形状参数α临界值与破坏应力比参数Mf之间的关系;(2)通过对几个经典砂土真三轴试验结果的整理,验证广义非线性强度理论对砂土破坏特性的预测能力,并在此基础上建立该理论中形状参数α和破坏应力比参数Mf的线性关系。因此,在实际应用时,仅通过三轴压缩试验即可得到三维应力条件下的强度包线。 展开更多

关键词 广义非线性强度理论 砂土 真三轴 形状参数

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岩土材料的非线性统一强度模型 被引量：14

7

作者 杜修力 马超 路德春 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期389-397,共9页

将材料的破坏归结为剪切破坏,每种材料对应于特定的剪切滑动面,抗剪强度为滑动面上正应力的函数,基于不同材料的强度特性将一系列的剪切滑动面统一起来,建立了岩土材料的非线性统一强度模型.非线性统一强度模型的滑动面为β应力空间内... 将材料的破坏归结为剪切破坏,每种材料对应于特定的剪切滑动面,抗剪强度为滑动面上正应力的函数,基于不同材料的强度特性将一系列的剪切滑动面统一起来,建立了岩土材料的非线性统一强度模型.非线性统一强度模型的滑动面为β应力空间内的等倾面,在β应力空间内的强度面为圆锥面;在普通应力空间内的强度面为一系列连续光滑、外凸的锥面,在偏平面上强度曲线涵盖了从下限Matsuoka--Nakai曲线到上限Drucker--Prager圆之间的所有区域,子午面上强度线为直线.非线性统一强度模型只有3个材料参数,参数都具有明确的物理意义,通过与国内外学者已取得的岩土类材料真三轴强度试验结果的比较,表明模型可适用于多种类型的材料,并合理描述其非线性强度特性. 展开更多

关键词 土 混凝土 岩石 统一强度理论 非线性

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基于统一强度理论深埋圆形隧道围岩的剪胀分析 被引量：14

8

作者 王凤云 钱德玲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1966-1976,共11页

基于连续介质理论中岩体的剪胀角与围压和塑性剪切应变密切相关,隧洞周边岩体的应力状态因开挖卸荷而发生应力重分布,迫使其围压由原地应力逐渐衰减,塑性剪切应变不断增加,引起剪胀效应呈非线性变化。首先,基于统一强度理论和非关联流... 基于连续介质理论中岩体的剪胀角与围压和塑性剪切应变密切相关,隧洞周边岩体的应力状态因开挖卸荷而发生应力重分布,迫使其围压由原地应力逐渐衰减,塑性剪切应变不断增加,引起剪胀效应呈非线性变化。首先,基于统一强度理论和非关联流动法则,将潜在塑性区围岩按等围压释放划分为若干同心圆,提出了考虑中间主应力和非线性剪胀性的有限差分法,计算应变软化围岩的力学问题,并以实例验证其正确性。其次,通过参数分析,研究塑性区内岩体的剪胀角受中间主应力、临界软化系数和支护力的影响规律。研究结果表明,中间主应力主要影响剪胀角的峰值,随着中间主应力效应增加,剪胀峰值增加;临界软化系数主要影响剪胀角的变化率,随着临界软化系数的增加,剪胀角变化缓慢;中间主应力和临界软化系数共同影响塑性区剪胀角的变化;随着支护力的增加,洞壁处的剪胀角增加;双剪强度理论计算的位移值较小,应谨慎采用,同时采用Mohr-Coulomb强度准则时可以适当考虑围岩的承载潜力。 展开更多

关键词 隧道 统一强度理论 中间主应力 应变软化 非线性剪胀

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注浆、衬砌作用下非线性渗流隧洞弹塑性解 被引量：4

9

作者 周建 蔡键 +1 位作者 杨帆 杨新安 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期58-65,共8页

为探求深埋隧洞在非线性渗流条件下围岩-注浆圈-衬砌体系的力学行为,引入Izbash非线性渗流模型,给出了围岩-注浆圈-衬砌体系的水头分布,基于统一强度理论,考虑塑性区可能的分布位置,在注浆、衬砌支护作用下对隧洞位移、应力和塑性区半... 为探求深埋隧洞在非线性渗流条件下围岩-注浆圈-衬砌体系的力学行为,引入Izbash非线性渗流模型,给出了围岩-注浆圈-衬砌体系的水头分布,基于统一强度理论,考虑塑性区可能的分布位置,在注浆、衬砌支护作用下对隧洞位移、应力和塑性区半径进行了理论推导.通过算例将理论解与数值解对比分析,验证了研究方法的可靠性,并进一步探讨了考虑非线性渗流对富水山岭隧洞支护设计的工程意义.研究结果表明:非线性渗流对隧洞弹塑性力学的影响主要体现在围岩水力梯度系数m1;围岩从低速非线性渗流向高速非线性渗流转变过程中,塑性区半径和位移越来越大,围岩应力有所减小;应从隧洞围岩的非线性渗流角度考虑注浆圈、衬砌支护厚度设计.研究成果为非线性渗流隧洞支护设计提供了理论依据. 展开更多

关键词 深埋隧洞 非线性渗流 围岩-注浆圈-衬砌 统一强度理论 水力梯度系数

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线性变换应力空间及其应用 被引量：1

10

作者 路德春 杜修力 +1 位作者 姚仰平 龚秋明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期271-276,共6页

基于广义非线性强度理论,提出了一种新的变换应力方法,将广义非线性强度理论变换为另一应力空间内的Mohr-Coulomb准则。在新的线性变换应力空间内,材料的强度特性符合Mohr-Coulomb准则,从而广义非线性强度理论可在新应力空间内以Mohr-Co... 基于广义非线性强度理论,提出了一种新的变换应力方法,将广义非线性强度理论变换为另一应力空间内的Mohr-Coulomb准则。在新的线性变换应力空间内,材料的强度特性符合Mohr-Coulomb准则,从而广义非线性强度理论可在新应力空间内以Mohr-Coulomb准则的形式应用。通过在新的线性变换应力空间内对2种黏土的强度、应力-应变关系试验结果的分析验证了此变换方法的有效性。 展开更多

关键词 广义非线性强度理论 摩尔-库仑准则 线性变换应力空间

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FRP-混凝土-钢双壁空心管轴压短柱力学性能分析 被引量：9

11

作者 王娟 赵均海 +1 位作者 李楠 朱倩 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2013年第5期633-639,646,共8页

应用薄壁圆筒的双剪统一强度理论极限解,考虑材料中间主应力的影响和内圆钢管的薄壁效应,提出了FRP-混凝土-钢双壁空心管短柱轴压承载力计算公式.借助非线性有限元分析软件ANSYS,建立了组合柱在轴心压力作用下的非线性有限元计算模型,... 应用薄壁圆筒的双剪统一强度理论极限解,考虑材料中间主应力的影响和内圆钢管的薄壁效应,提出了FRP-混凝土-钢双壁空心管短柱轴压承载力计算公式.借助非线性有限元分析软件ANSYS,建立了组合柱在轴心压力作用下的非线性有限元计算模型,得到了各构件极限承载力及应力-应变关系全过程曲线,并将有限元结果与理论公式计算结果、文献试验结果进行对比验证,吻合较好;在此基础上讨论了荷载对构件纵向应力分布的影响以及钢管厚径比、混凝土强度等对构件承载力的影响规律. 展开更多

关键词 薄壁圆筒 双剪统一强度理论 非线性有限元 FRP-混凝土-钢双壁空心管 力学性能

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嵌岩桩桩端极限承载力研究 被引量：6

12

作者 崔科宇 章敏 王星华 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期1-5,共5页

应用广义非线性统一强度理论和滑移线场方法,基于Meyerhof求解深基础极限承载力方法得出的地基破坏滑移面模式,推导出嵌岩桩桩端极限承载力公式,并对承载力随滑移面倾角及嵌岩比的变化规律进行研究,分析嵌岩比、中主应力系数、过载系数... 应用广义非线性统一强度理论和滑移线场方法,基于Meyerhof求解深基础极限承载力方法得出的地基破坏滑移面模式,推导出嵌岩桩桩端极限承载力公式,并对承载力随滑移面倾角及嵌岩比的变化规律进行研究,分析嵌岩比、中主应力系数、过载系数等因素对桩端极限承载力的影响。结果表明:桩端极限承载力系数随着嵌岩比的增加而呈非线性递减趋势,且递减幅度越明显。随着中主应力系数的增大,极限承载力也随之提高。承载力系数在嵌岩比n较小时,随着过载系数hm的增大而增大;当嵌岩比n较大时,则随hm的增大而减小。现行规范所定义的桩端承载系数偏于安全。 展开更多

关键词 嵌岩桩 广义非线性统一强度 滑移线方法 嵌岩比 桩端承载力

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节理岩体地基极限承载力研究 被引量：10

13

作者 周小平 张永兴 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1254-1258,共5页

由于节理岩体具有复杂的力学特性,节理岩体地基的极限承载力问题一直都没有很好解决。利用非线性统一强度准则考虑中间主应力影响和岩性、岩体结构特性可以通过参数m,s和σc来反映的优点,将非连续介质特性的节理岩体等效为连续介质,在... 由于节理岩体具有复杂的力学特性,节理岩体地基的极限承载力问题一直都没有很好解决。利用非线性统一强度准则考虑中间主应力影响和岩性、岩体结构特性可以通过参数m,s和σc来反映的优点,将非连续介质特性的节理岩体等效为连续介质,在确定即时摩擦角后,结合滑移线场理论获得了节理岩体地基极限承载力的封闭形式的理论解,其解考虑了边界条件和基础的几何形状,举例说明了计算裂隙岩体极限承载力的过程和所需的参数。结果表明节理岩体的材料特性和中间主应力对极限承载力具有重要影响。 展开更多

关键词 节理岩体 非线性统一强度准则 即时摩擦角 滑移线场理论

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混凝土材料的三维弹塑性本构模型 被引量：2

14

作者 李安柯 杜修力 +1 位作者 路德春 曹胜涛 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第S1期288-291,296,共5页

广义非线性强度理论将材料的强度特性分解为4个相互独立的因素,由4个材料参数分别描述,在主应力空间内的强度面连续光滑,存在连续的偏导数。将广义非线性强度理论作为屈服函数,以塑性剪应变作为硬化参数,将塑性剪应变与剪应力之间建立... 广义非线性强度理论将材料的强度特性分解为4个相互独立的因素,由4个材料参数分别描述,在主应力空间内的强度面连续光滑,存在连续的偏导数。将广义非线性强度理论作为屈服函数,以塑性剪应变作为硬化参数,将塑性剪应变与剪应力之间建立分段函数关系,采用非关联流动法则,建立混凝土材料的三维弹塑性本构模型。本构模型中各参数意义明确,通过材料试验结果对本构模型的验证表明,所建立的三维弹塑性本构模型可较好地描述混凝土材料的三维变形与强度特性,进一步可用该材料模型对混凝土结构进行多维非线性受力分析,为结构设计和分析提供依据。 展开更多

关键词 混凝土 广义非线性强度理论 本构模型 应变软化

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