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基于渐进破坏理论的顺层岩质边坡稳定性解析 被引量:2
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作者 向波 蒋金谷 +3 位作者 张乐 张俊云 冯君 邬凯 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期37-47,共11页
顺层岩质边坡的坡脚开挖扰动后易发生牵引式失稳滑移。为研究不同破坏阶段的顺层岩质边坡稳定性,采用半无限楔形体模型计算坡体开挖面应力,然后赋予滑面陡降型应变软化模型,对不同破坏阶段顺层岩质边坡的开挖释放应力、滑面应力状态、... 顺层岩质边坡的坡脚开挖扰动后易发生牵引式失稳滑移。为研究不同破坏阶段的顺层岩质边坡稳定性,采用半无限楔形体模型计算坡体开挖面应力,然后赋予滑面陡降型应变软化模型,对不同破坏阶段顺层岩质边坡的开挖释放应力、滑面应力状态、滑面位移和边坡稳定系数等状态特征进行量化解析,形成了临界荷载求解、渐进破坏阶段界定和稳定系数解析3步走的系统解析流程;探讨了顺层岩质边坡首次滑移长度的确定方法,最后通过工程实例进行分析验证。结果表明,顺层岩质边坡的渐进破坏可划分为峰前应力阶段、峰前-残余应力阶段和残余应力阶段;提出不同阶段的稳定系数解析方法,建立了顺层岩质边坡首次滑移长度的应力计算式。首次滑移长度参考值较实际值相差9.3%,所得解析结果可为工程设计提供参考。 展开更多
关键词 顺层岩质边坡 渐进破坏理论 稳定系数 首次滑移长度 力学解析
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深埋大理岩三轴压缩渐进破坏裂纹扩展特征 被引量:1
2
作者 王悠 刘晓辉 +2 位作者 胡安奎 李泓颖 邱薛 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期21-31,共11页
为深入研究深埋大理岩渐进变形破坏过程中的裂纹扩展特征,基于常规三轴室内试验完成数值模拟参数标定,利用PFC3D颗粒流模型对深埋大理岩开展25、50、80 MPa 3种不同围压下的裂纹扩展数值模拟试验,根据大理岩加载过程中微裂纹演化状态参... 为深入研究深埋大理岩渐进变形破坏过程中的裂纹扩展特征,基于常规三轴室内试验完成数值模拟参数标定,利用PFC3D颗粒流模型对深埋大理岩开展25、50、80 MPa 3种不同围压下的裂纹扩展数值模拟试验,根据大理岩加载过程中微裂纹演化状态参数定义3种特征应力,并据此开展深埋大理岩渐进破坏过程中的宏、细观破坏特征及其对应裂纹扩展特征的规律研究。结果表明:1)室内试验与数值模拟的应力-应变曲线吻合较好,峰值应力相差较小,破坏形式与室内试验一致,故数值模拟参数标定合理。2)依据总裂纹、张拉裂纹和剪切裂纹扩展数量演化曲线斜率变化规律,将深埋大理岩渐进破坏过程划分为弹性压缩阶段、裂纹稳定扩展阶段、裂纹加速扩展阶段和峰后残余阶段4个阶段,并根据裂纹数量定义3个特征应力点。3)随着围压的增加,深埋大理岩达到起裂应力σci时,裂纹从两端开始萌发;加载至损伤应力σcd点时,裂纹向中间扩展;达到峰值应力σc点时,在宏观破坏面附近扩展、增生;加载至峰值点后70%峰值应力点时,最终形成以剪切破坏为主的贯通宏观破坏面。4)随着围压的增加,裂纹出现的范围更广,贯通性减弱,峰值应力σc点处产生的裂纹对宏观破坏产生的影响更为剧烈,峰后残余阶段张拉裂纹发育更明显。5)加载前期,围压的增长对裂纹数量增长促进作用更强;加载后期促进作用减弱;最终裂纹扩展形成的实际宏观破坏角度大约为210°。 展开更多
关键词 深埋大理岩 围压 裂纹扩展 渐进破坏 细观破坏特征
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动水冲刷作用下堆积体岸坡的渐进破坏过程分析
3
作者 杜勇江 王运生 +1 位作者 邹子南 孙耀明 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期226-234,共9页
西南地区峡谷大型堵江时有发生,由堆积体组成的河道岸坡在堰塞坝溃决形成的超大洪水动水冲刷下的破坏机理及演化过程对水电、道路、城镇建设具有重要的现实意义。在前人研究的基础上,从定性角度分析了河道岸坡在过洪工况下的破坏过程,... 西南地区峡谷大型堵江时有发生,由堆积体组成的河道岸坡在堰塞坝溃决形成的超大洪水动水冲刷下的破坏机理及演化过程对水电、道路、城镇建设具有重要的现实意义。在前人研究的基础上,从定性角度分析了河道岸坡在过洪工况下的破坏过程,从理论角度推导了顺直河道岸坡、弯道凹岸岸坡在动水冲刷作用下的掏蚀槽发育机制,并使用Geo-studio软件计算了丹巴县干海子滑坡在水位上涨情况下的多级滑动过程。建立了与时间、水流切应力、岸坡抗剪强度、岸坡起动切应力等因素有关的顺直河道岸坡冲刷程度函数;从定性及定量的角度共同解析了河道岸坡在动水冲刷条件下的滑动过程:岸坡近水面部分由表及里被掏蚀→掏蚀后缘土体发生牵引式滑坡→坡脚被冲蚀且坡体形态不断改变→多级牵引式滑坡;干海子滑坡在水位攀高15 m且冲刷时间足够的情况下将发生多级牵引式滑坡。目前稳定的堆积体岸坡在某些极端过水工况下仍存在大规模滑移致灾的可能。研究成果为崩岸问题的理论分析提供了一种新的思路,并对水库等水利建设的下游堆积体岸坡致灾预防提供了一定的理论指导。 展开更多
关键词 崩岸 失稳机理 稳定性分析 牵引式滑坡 动水冲刷 堆积体岸坡 渐进破坏
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埋入式应变感测光缆-冻土界面渐进破坏机制研究 被引量:1
4
作者 刘天翔 朱鸿鹄 +2 位作者 吴冰 李豪杰 胡乐乐 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期131-140,共10页
冻胀融沉作用引起的地基土体变形是冻土地区工程建设的典型地质灾害,光纤传感技术为冻土变形的精细化、分布式实时监测提供了重要的技术手段。为探究分布式光纤应变传感在监测冻土变形方面的可行性,利用自主研制的光缆-冻土界面力学特... 冻胀融沉作用引起的地基土体变形是冻土地区工程建设的典型地质灾害,光纤传感技术为冻土变形的精细化、分布式实时监测提供了重要的技术手段。为探究分布式光纤应变传感在监测冻土变形方面的可行性,利用自主研制的光缆-冻土界面力学特性试验仪,探究了不同干密度和初始含水率的冻土试样中缆-土界面的破坏机制。试验结果表明,光纤应变监测结果准确地反映出缆-土界面呈现渐进性破坏特征,应变软化模型能够较好地描述界面的力学特性。在冻结过程中,土体内液态水相变成冰,引起了冻结锋面移动和水分迁移,使得界面的力学特性存在显著的差异性。不同深度处缆-土界面剪应力的演化过程反映了在光缆拉拔过程中与冻土的变形协调状态,表明光缆测量范围、界面耦合性与土体干密度、初始含水率密切相关。该研究为光纤传感技术在寒区冻土地基变形监测中的应用提供了参考。 展开更多
关键词 岩土工程监测 冻胀作用 光缆-冻土界面 渐进破坏 分布式光纤传感技术
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边坡渐进破坏的动态强度折减法研究 被引量:97
5
作者 陈国庆 黄润秋 +2 位作者 周辉 许强 李天斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1140-1146,共7页
边破的变形破坏是量变积累到质变的渐进发生过程,由坡体内部潜在滑动面的逐渐破损并扩展至整体滑面。基于强度折减法思想,提出模拟边坡渐进破坏的动态强度折减法。该方法利用屈服接近度指标YAI确定边坡的破损区域,将YAI<0.2的区域定... 边破的变形破坏是量变积累到质变的渐进发生过程,由坡体内部潜在滑动面的逐渐破损并扩展至整体滑面。基于强度折减法思想,提出模拟边坡渐进破坏的动态强度折减法。该方法利用屈服接近度指标YAI确定边坡的破损区域,将YAI<0.2的区域定为破损区,通过不断动态折减局部破损坡体的强度参数,使边坡潜在滑动面渐进演化至贯通,边坡达到极限平衡状态。算例计算表明,该方法可有效解决强度折减法中折减范围的问题,克服整体强度折减法破损区过大的缺陷,获得的位移变化趋势与破损区演化过程也具有良好的一致性。动态强度折减法真实再现了边坡渐进失稳过程,为强度折减法更有效地应用于边坡稳定性定量评价提供有效途径。 展开更多
关键词 边坡工程 渐进破坏 动态强度折减 失稳判据 稳定性评价
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不同类型滑坡渐进破坏过程与稳定性研究 被引量:50
6
作者 谭福林 胡新丽 +2 位作者 张玉明 何春灿 章涵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期597-606,共10页
滑坡的类型一般可分为牵引式滑坡、推移式滑坡和复合式滑坡,根据其滑面的发展形态,依次表现为前进式渐进破坏模式、后退式渐进破坏模式和复合式渐进破坏模式。基于岩土体应变软化特性,揭示了滑坡渐进破坏过程的本质是滑带力学参数弱化... 滑坡的类型一般可分为牵引式滑坡、推移式滑坡和复合式滑坡,根据其滑面的发展形态,依次表现为前进式渐进破坏模式、后退式渐进破坏模式和复合式渐进破坏模式。基于岩土体应变软化特性,揭示了滑坡渐进破坏过程的本质是滑带力学参数弱化的过程,初步探讨了3种类型滑坡渐进破坏过程的远动特点和力学特征和滑坡渐进演化过程。以不平衡推力法和3种类型滑坡的演化特征为基础,提出3种类型滑坡渐进破坏过程中临界状态条块确定方法,通过建立滑坡渐进破坏稳定性计算模型和计算公式,提出滑坡随着渐进演化过程的滑带参数取值方法,并阐述了渐进破坏过程的稳定性计算实现过程,实现不同类型滑坡渐进破坏过程的稳定性分析。以3个典型滑坡为例,分析得出滑坡渐进破坏过程中牵引式滑坡和复合式滑坡稳定性降低速率由大到小再到大和推移式滑坡稳定性降低速率由小到大的过程,3种类型滑坡在渐进破坏过程中不同部位对稳定性的贡献不同,验证了不同类型滑坡的变形规律。研究结论可对不同类型滑坡的稳定性发展进行初步预测和为滑坡治理提供指导意义。 展开更多
关键词 牵引式滑坡 推移式滑坡 复合式滑坡 渐进破坏 稳定性
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锦屏大理岩真三轴岩爆试验的渐进破坏过程研究 被引量:28
7
作者 马艾阳 伍法权 +2 位作者 沙鹏 赵菲 申保川 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2868-2874,共7页
为了查明高储能岩体快速卸荷变形破坏机制,设计了锦屏大理岩岩爆试验,对岩爆试件的宏观破坏特征、声发射过程等进行研究。根据以往真三轴岩爆试验特征进行了全程和非全程试验,记录其过程及声发射特征。对比分析两者的宏观破坏特征,解释... 为了查明高储能岩体快速卸荷变形破坏机制,设计了锦屏大理岩岩爆试验,对岩爆试件的宏观破坏特征、声发射过程等进行研究。根据以往真三轴岩爆试验特征进行了全程和非全程试验,记录其过程及声发射特征。对比分析两者的宏观破坏特征,解释了岩爆试验的渐进破坏过程。试验结果表明:在大理岩岩爆试验中,岩石试件的宏观破坏是由表及里的;张性裂纹的出现要早于剪切裂纹,剪切裂纹搭接相邻的张性裂纹(或临空面)形成圈闭,圈闭内的岩石碎块出现剥离或以一定初速度弹射;剪切面上岩粉的存在意味着剪切裂纹萌生扩展过程伴随着大量弹性应变能的释放;与其他的岩爆分类和机制相比,岩爆渐进破坏观点能够较好地解释岩爆机制。 展开更多
关键词 真三轴岩爆试验 渐进破坏 张性裂纹 剪切裂纹 岩粉
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溪洛渡高拱坝渐进破坏过程仿真分析与稳定安全度研究 被引量:30
8
作者 周伟 常晓林 +1 位作者 唐忠敏 黎满林 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2002年第4期46-50,共5页
采用三维弹塑性有限元方法 ,模拟施工程序和加载过程 ,考虑坝体基础相互作用 ,利用强度储备系数法、超载系数法和能量法等 ,对坝体 -坝基系统进行渐进破坏过程计算分析。计算结果表明 ,模拟破坏的方法不同 ,其渐进破坏过程和失稳模式不... 采用三维弹塑性有限元方法 ,模拟施工程序和加载过程 ,考虑坝体基础相互作用 ,利用强度储备系数法、超载系数法和能量法等 ,对坝体 -坝基系统进行渐进破坏过程计算分析。计算结果表明 ,模拟破坏的方法不同 ,其渐进破坏过程和失稳模式不同 ,相应强度储备安全系数和超载安全系数也不同 ,而用强度分析法和稳定分析法求得的极限承载能力完全一致 。 展开更多
关键词 高拱坝 三维弹塑性有限元 计算分析 渐进破坏过程 极限承载能力 稳定安全度 仿真分析
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滑坡渐进破坏运动过程的颗粒流仿真模拟 被引量:27
9
作者 王宇 李晓 +1 位作者 王声星 侯文诗 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第12期46-52,共7页
采用颗粒流离散元模拟滑坡的变形破坏全过程,不需要假定滑动面的位置和形状,颗粒根据所受到的接触力调整其位置,最终从抗剪强度最弱面发生剪切破坏。白河滑坡是受强降雨影响诱发的上部顺层、下部微切层的大型古基岩滑坡,滑坡的发生是其... 采用颗粒流离散元模拟滑坡的变形破坏全过程,不需要假定滑动面的位置和形状,颗粒根据所受到的接触力调整其位置,最终从抗剪强度最弱面发生剪切破坏。白河滑坡是受强降雨影响诱发的上部顺层、下部微切层的大型古基岩滑坡,滑坡的发生是其独特内外因共同作用的结果。据现场调查资料,总结了滑坡的成因与形成机制。运用基于离散元法的颗粒流(PFC)程序,引入平行粘结模型,通过数值模拟,确定滑带土细观参数与宏观力学性质的关系;据此建立滑坡模型;然后,运用颗粒流离散元法对滑坡运动渐进全过程进行数值模拟,对滑坡不同关键部位进行位移、孔隙率变化及应变监测,阐明其渐进发展过程,明确其时空演化规律。模拟结果表明:上部的土体沿基岩面先出现开裂,导致中部滑体产生剪胀,对下部古滑体产生推挤作用,导致新老崩积堆积区及白河中学食堂地区的失稳,形成整体滑动。通过对白河滑坡发生→发展→破坏的动态演化模拟,可为工程决策提供理论依据。 展开更多
关键词 滑坡 颗粒流(PFC) 数值模拟 渐进破坏 平行粘结模型
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节理岩体边坡渐进破坏的试验研究 被引量:19
10
作者 陈亚军 王家臣 +2 位作者 常来山 朱红杰 刘广责 《金属矿山》 CAS 北大核心 2005年第8期11-13,17,共4页
岩体边坡是含有大量裂隙且服从统计规律的损伤体。应用自行设计的底摩擦试验机,对只考虑自重作用的节理岩体边坡渐进破坏规律进行了模拟试验研究,得出了1组节理、2组节理的边坡渐进破坏的规律,其试验结果对确定节理岩体边坡破坏模式具... 岩体边坡是含有大量裂隙且服从统计规律的损伤体。应用自行设计的底摩擦试验机,对只考虑自重作用的节理岩体边坡渐进破坏规律进行了模拟试验研究,得出了1组节理、2组节理的边坡渐进破坏的规律,其试验结果对确定节理岩体边坡破坏模式具有指导意义。 展开更多
关键词 节理岩体 边坡 底摩擦试验 渐进破坏 模拟试验研究 岩体边坡 边坡破坏模式 摩擦试验机 统计规律 自行设计
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顺层岩质边坡渐进破坏及失稳机理的数值模拟研究 被引量:29
11
作者 余飞 陈善雄 余和平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S2期36-40,共5页
提出了利用 Lagrangian 乘子网格来模拟顺层边坡层间结构面接触行为的方法,并推导了考虑接触约束的 Lagrangian控制方程的弱形式及其有限元离散方程。Lagrangian 乘子网格容许界面出现较大的切向滑移,较好地解决了接触问题中的高度非线... 提出了利用 Lagrangian 乘子网格来模拟顺层边坡层间结构面接触行为的方法,并推导了考虑接触约束的 Lagrangian控制方程的弱形式及其有限元离散方程。Lagrangian 乘子网格容许界面出现较大的切向滑移,较好地解决了接触问题中的高度非线性和响应不平滑性。应用以上方法对沪-蓉-西高速公路某顺层岩质高边坡进行了数值模拟分析,得到了临滑状态下的位移场、应力应变场、结构面上的接触状态、层间滑移距离以及接触摩擦力的分布规律。数值模拟结果表明,顺层岩质边坡的破坏是一个渐进的过程,由最初的层间错动,发展为顺层蠕滑,最后在坡底剪出而破坏;其破坏型式由最初的顺层滑动逐步向溃曲破坏转化。 展开更多
关键词 顺层岩质边坡 Lagrangian网格 有限元 顺层滑移 渐进破坏
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基于试验的花岗岩渐进破坏本构模型研究 被引量:32
12
作者 刘泉声 胡云华 刘滨 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期289-296,共8页
对取自大渡河流域大岗山电站的花岗岩进行了系统的试验研究,得到了不同围压下的应力-应变曲线。根据岩样受力过程中内部微裂纹的活动状态,定义了4个特征应力,即闭合应力、起裂应力、破损应力、峰值应力,来反映花岗岩的渐进破坏过程,特... 对取自大渡河流域大岗山电站的花岗岩进行了系统的试验研究,得到了不同围压下的应力-应变曲线。根据岩样受力过程中内部微裂纹的活动状态,定义了4个特征应力,即闭合应力、起裂应力、破损应力、峰值应力,来反映花岗岩的渐进破坏过程,特征应力也反映了岩石内部的损伤程度。依据特征应力,将试验曲线分为4个阶段,并对每一阶段分别求取变形模量和泊松比。结果表明,变形模量不仅与围压有关,且与岩石的损伤程度有关,而泊松比只取决于岩石的损伤程度。特征应力可由体积应变曲线结合线性回归技术准确求取。在此基础上,提出了一个考虑花岗岩渐进破坏的本构模型。在该模型中,变形参数(弹性模量、泊松比)是应力状态的函数,强度参数(凝聚力、内摩擦角)是塑性变形的函数。将该模型嵌入大型有限元分析软件ABAQUS,对不同围压下的花岗岩室内压缩试验进行模拟,结果表明,模拟所得的应力-应变曲线与试验曲线的吻合程度较高,模型能反映花岗岩等脆性岩石的峰前非线性力学行为。 展开更多
关键词 渐进破坏 特征应力 本构模型 ABAQUS数值模拟
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考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性研究 被引量:10
13
作者 林春金 张乾青 +2 位作者 梁发云 张骞 刘洪亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1131-1140,共10页
针对目前桩基承载特性确定时未考虑桩-土体系渐进变形过程的现状,采用现场试验和理论分析等手段对考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性展开研究。首先,利用现场试验数据对侧阻和端阻的软化特性展开深入探讨,提出了侧阻和端阻软化模型,... 针对目前桩基承载特性确定时未考虑桩-土体系渐进变形过程的现状,采用现场试验和理论分析等手段对考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性展开研究。首先,利用现场试验数据对侧阻和端阻的软化特性展开深入探讨,提出了侧阻和端阻软化模型,明确了模型中各参数取值方法,并验证了其合理性。同时,根据提出的侧阻和端阻软化模型,建立了一种可考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性的迭代算法。算例分析表明,计算获得的破坏性单桩承载特性与实测值有较好的一致性,且可反映侧阻和端阻的破坏特性。实际工程中,结合单桩承载特性分析算法,可根据单桩的实际受力特点灵活选用不同形式的侧阻和端阻荷载传递函数来分析不同桩顶荷载水平下的单桩受力特性。 展开更多
关键词 破坏性单桩 渐进破坏 承载特性 侧阻软化模型 端阻软化模型
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考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡矢量和法研究 被引量:12
14
作者 王伟 陈国庆 +2 位作者 郑水全 张广泽 王栋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期468-476,共9页
针对边坡渐进破坏过程中岩土体强度参数不断劣化现象,采用应变软化模型代替传统的理想塑性模型,提出一种考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡矢量和分析方法。从安全系数表达式与最危险滑动面搜索两方面进行研究,首先基于滑动和力的矢量特性,... 针对边坡渐进破坏过程中岩土体强度参数不断劣化现象,采用应变软化模型代替传统的理想塑性模型,提出一种考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡矢量和分析方法。从安全系数表达式与最危险滑动面搜索两方面进行研究,首先基于滑动和力的矢量特性,改进矢量和法滑动趋势与安全系数表达式,进而基于改进自适应遗传算法搜索边坡最危险滑动面。算例表明,采用应变软化模型时的矢量和法安全系数与最危险滑动面形态具有动态变化与调整的特性。该基于张拉-剪切应变软化模型的计算方法进一步扩展了边坡矢量和分析法。 展开更多
关键词 边坡工程 矢量和法 遗传算法 张拉破坏 渐进破坏 应变软化模型
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考虑渐进破坏过程的滑坡推力计算方法 被引量:8
15
作者 谭福林 胡新丽 +2 位作者 张玉明 何春灿 章涵 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期193-202,共10页
在滑坡防治工程设计当中,推力确定是治理工程设计是否合理有效的前提。本文进行了3种类型滑坡的渐进变形破坏模式分析,从滑带参数弱化的角度阐述了不同类型滑坡的渐进演化过程,并以滑带力学参数经历峰前应力阶段、软化阶段、残余应力阶... 在滑坡防治工程设计当中,推力确定是治理工程设计是否合理有效的前提。本文进行了3种类型滑坡的渐进变形破坏模式分析,从滑带参数弱化的角度阐述了不同类型滑坡的渐进演化过程,并以滑带力学参数经历峰前应力阶段、软化阶段、残余应力阶段刻画了滑带空间形态所经历的峰前应力状态、临界应力状态、残余应力状态3个阶段;基于不平衡推力法,提出3种类型滑坡临界状态条块的确定方法,把滑坡划分为发生剪切段和未发生剪切段,提出了不同类型滑坡渐进破坏过程中推力计算公式及计算过程中滑带参数取值方法。以任意滑坡为例,从不同类型滑坡角度分析了滑坡在渐进破坏过程中推力的变化规律,结果表明:不同类型滑坡渐进破坏到第5状态时,牵引式滑坡、推移式滑坡和复合式滑坡的推力大小分别为4 100,4 980和3 150kN/m,推移式滑坡推力最大,说明滑坡以不同模式破坏时推力存在明显差异。此计算方法不仅反应了不同类型滑坡的渐进破坏过程,又解决了具有应变软化性质的滑坡推力计算问题,在实际工程中为滑坡的设计提供合理的推力。 展开更多
关键词 滑坡类型 渐进破坏 取值方法 推力计算
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基于动力学和材料软化特性的边坡渐进破坏特征研究 被引量:10
16
作者 薛海斌 党发宁 +2 位作者 尹小涛 雷曼 杨超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2238-2246,共9页
边坡的失稳是一个从量变到质变的动态渐进破坏过程,此问题也是边坡领域研究的重点与难点之一。在考虑岩土材料软化特性和动力学求解的基础上,建立了边坡渐进破坏仿真的理论框架;利用ABAQUS软件的动力显式求解模块实现了边坡的渐进破坏仿... 边坡的失稳是一个从量变到质变的动态渐进破坏过程,此问题也是边坡领域研究的重点与难点之一。在考虑岩土材料软化特性和动力学求解的基础上,建立了边坡渐进破坏仿真的理论框架;利用ABAQUS软件的动力显式求解模块实现了边坡的渐进破坏仿真;根据塑性应变揭露了剪切带的扩展过程,由软化本构确定了滑面材料的分区演化规律,根据等效塑性应变确定了边坡的滑面,通过滑面位置将边坡分为滑体、滑带、滑床,并分别研究了边坡各分区内部特征点运动学变量的发展过程,从而揭示了边坡的渐进破坏过程;基于材料参数沿滑面的时空分布,利用矢量和法得到了边坡不同演化阶段的安全系数。对比该方法与Bishop法确定的滑面位置与安全系数,发现两种方法峰值和残余强度对应的安全系数比较接近,该方法搜索所得滑面位于Bishop法自动搜索的滑面之间,验证了此方法的合理性及可靠性。最后分析了材料软化特征对边坡稳定性的影响,在保持其他参数不变的条件下,增大残余黏聚力,边坡的滑面位置加深,安全系数的初始值减小,安全系数的快速减小阶段有所推迟,并且快速减小阶段经历的时间有所延长,稳定后的安全系数有所增大。保持其他参数不变,增大残余黏聚力对应的等效塑性应变阈值,边坡的滑面位置加深,安全系数的初始值减小,安全系数的快速减小阶段有所推迟,但快速减小阶段经历的时间基本不变,达到稳定的时间有所推迟,同时稳定后的安全系数略微有所增大。 展开更多
关键词 应变软化 渐进破坏 动力学 材料参数分区演化 矢量和法 边坡稳定性
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基于黏聚区域模型的边坡渐进破坏过程强化有限元分析 被引量:13
17
作者 凌道盛 涂福彬 卜令方 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1387-1393,共7页
剪切带非连续变形描述及剪切带扩展过程模拟是边坡渐进破坏过程分析的关键,基于黏聚区域模型及强化有限单元法提出一种剪切带渐进扩展过程模拟的有限元分析方法。首先,将剪切带两侧相对变形分解成分别由常规应变和附加应变确定的相对位... 剪切带非连续变形描述及剪切带扩展过程模拟是边坡渐进破坏过程分析的关键,基于黏聚区域模型及强化有限单元法提出一种剪切带渐进扩展过程模拟的有限元分析方法。首先,将剪切带两侧相对变形分解成分别由常规应变和附加应变确定的相对位移,提出具有弱非连续变形特征的剪切带变形等效强非连续变形描述方法,并采用黏聚区域模型表征剪切带应力和附加相对位移间的软化本构关系。其次,基于强化有限单元法描述强非连续变形,并构造相应的无厚度剪切带单元。在此基础上,提出剪切带渐进扩展模拟的有限元算法。算例表明,此方法不仅能够很好地模拟剪切带的应变软化特性,而且有效地克服了常规剪切带模拟具有的网格敏感性问题。 展开更多
关键词 边坡 渐进破坏 剪切带 强化有限单元法 黏聚区域模型
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基于边坡渐进破坏特征对传统极限平衡法几点假设的合理分析 被引量:11
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作者 曾锃 张泽辉 +2 位作者 杨宏丽 尹小涛 党发宁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期146-150,共5页
边坡的渐进破坏特征一直以来是边坡计算仿真中的一个难点。实际边坡的破坏很少是一个整体达到极限状态,突然滑动的过程,往往是逐步发展由局部破坏到最终整体失稳,即临界状态小扰动导致的链式多米洛骨牌式失稳。利用颗粒流软件,设计了0.... 边坡的渐进破坏特征一直以来是边坡计算仿真中的一个难点。实际边坡的破坏很少是一个整体达到极限状态,突然滑动的过程,往往是逐步发展由局部破坏到最终整体失稳,即临界状态小扰动导致的链式多米洛骨牌式失稳。利用颗粒流软件,设计了0.1 m粒径高10 m土坡的数值模型,粒间黏聚力为36 kPa,摩擦系数为0.36。初始模型在重力作用下不会发生破坏,通过单独折减粒间黏聚力到18 kPa使得边坡破坏,监测竖向颗粒组group的变化获取每20 000个时间步的边坡破坏形态,实现200 000个时间步内边坡的渐进破坏过程。边坡总是从局部开始破坏,坡体物质的运移造成次一级破坏,形成最终的近似弧形的滑动面,说明滑体不是整体下滑,不是刚体,不是整体达到极限状态;坡体内应力的变化也不是单调的,有涨有落,均区别于当前极限平衡法中有限条块的刚体假设;滑动面上同时达到极限状态假设,问题本身是静不定的,通过给出条间力的传递方式使之静定可解;整体分析不能考虑破坏的局部化和渐进特征。这说明边坡计算方法的未来在于能反映动力问题和材料破坏特征的离散元方法。 展开更多
关键词 边坡 渐进破坏 极限平衡法 假设 颗粒流程序 数值试验
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应变软化土质边坡渐进破坏的演化模型 被引量:25
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作者 刘忠玉 陈少伟 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 2002年第2期37-40,共4页
考虑到土体的流变效应 ,通过推广不平衡推力法 ,提出了具有应变软化性质的土质边坡渐进破坏的一个力学模型 .该模型采用Maxwell松驰模型描述局部破坏后滑裂面上土体的抗剪强度随时间的变化情况 ,用时间安全系数来描述边坡的稳定状态 ,... 考虑到土体的流变效应 ,通过推广不平衡推力法 ,提出了具有应变软化性质的土质边坡渐进破坏的一个力学模型 .该模型采用Maxwell松驰模型描述局部破坏后滑裂面上土体的抗剪强度随时间的变化情况 ,用时间安全系数来描述边坡的稳定状态 ,并且不必假定渐进破坏从坡角开始 ,因而更接近实际情况 .通过数值模拟 ,清晰地揭示了边坡渐进破坏的历时演化过程 。 展开更多
关键词 土质 边坡 演化模型 滑坡 渐进破坏 安全系数 应变软化 稳定性
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延性金属渐进破坏试验与数值研究 被引量:5
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作者 刘超 孙秦 +1 位作者 刘彦杰 范学领 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期93-99,共7页
金属构件韧性断裂机理研究对于新型延性材料缩短其工程应用周期及减少物理试验量等方面具有重要意义。基于连续损伤力学理论提出了一种改进的三应力不变量延性金属断裂模型,该模型考虑了静水压力和Lode角对损伤变量的影响。然后,以商业... 金属构件韧性断裂机理研究对于新型延性材料缩短其工程应用周期及减少物理试验量等方面具有重要意义。基于连续损伤力学理论提出了一种改进的三应力不变量延性金属断裂模型,该模型考虑了静水压力和Lode角对损伤变量的影响。然后,以商业有限元分析软件ABAQUS为平台,通过编写用户材料子程序VUMAT的方式将该模型嵌入准静态算法主程序。通过对四种高强度变形铝合金2A12-T4板材的拉伸渐进破坏过程的试验及数值分析研究,验证了该模型的有效性。结果表明,该模型可很好地预测延性金属材料自裂纹萌生、扩展直至完全断裂的全过程。 展开更多
关键词 延性金属材料 断裂 连续损伤力学 渐进破坏
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