非均布含水率梯度下圆木构件横截面湿度应力解析模型

1

作者 田盼盼 邱洪兴 +1 位作者 韩建红 韩霞 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期144-150,共7页

建立木构件湿度应力解析模型是研究木材干缩开裂规律及其对承载力影响的基础.首先通过木构件横截面应力平衡分析建立了含水率梯度下横截面应力分布模型;其次借鉴温度应力弹性解析模型和温—热类比关系,建立了非均布含水率梯度下木构件... 建立木构件湿度应力解析模型是研究木材干缩开裂规律及其对承载力影响的基础.首先通过木构件横截面应力平衡分析建立了含水率梯度下横截面应力分布模型;其次借鉴温度应力弹性解析模型和温—热类比关系,建立了非均布含水率梯度下木构件的平衡条件、物理条件、几何条件和协调方程,得到了木构件横截面切向、径向湿度应力的解析解、开裂临界含水率和切向拉压临界点;最后通过数值模拟方法验证了本文解析解的正确性.以杉木圆柱构件为例,分析了不同参数(含水率差、构件直径、初末含水率值)对木构件横截面径向、切向湿度应力分布的影响.结果表明:木构件横截面湿度应力分布与木构件初末含水率值及构件尺寸大小无关,而主要与含水率差和材料性能有关. 展开更多

关键词 湿度应力 木构件横截面 含水率差 非均布含水率 解析模型

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基于湿度应力场理论的膨胀岩弹塑性本构关系 被引量：41

2

作者 朱珍德 张爱军 +1 位作者 张勇 邢福东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期700-702,共3页

由于含水率的变化使膨胀岩的弹性模量、泊松比和屈服极限等力学性能都将发生变化,从而引起膨胀应力、塑性流动和随湿度场而变化的屈服准则等都相互耦合在一起,因此,提出了基于湿度应力场理论的膨胀岩的弹塑性本构模型,并运用参变量变分... 由于含水率的变化使膨胀岩的弹性模量、泊松比和屈服极限等力学性能都将发生变化,从而引起膨胀应力、塑性流动和随湿度场而变化的屈服准则等都相互耦合在一起,因此,提出了基于湿度应力场理论的膨胀岩的弹塑性本构模型,并运用参变量变分原理建立了处理这一类问题的数值变分原理及其相应的有限元形式。 展开更多

关键词 弹塑性 膨胀岩 本构关系 湿度应力场 参变量变分原理

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湿度应力场理论的证明 被引量：20

3

作者 白冰 李小春 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期89-92,共4页

在某些工作环境下,多孔介质中流体同固体骨架之间可能发生复杂的物理化学相互作用,吸附就是各种相互作用的表观现象之一。各种相互作用都伴随能量的转化或转移。吸附引起的固体骨架的膨胀是由于固体和流体之间复杂的能量转化或转移引起... 在某些工作环境下,多孔介质中流体同固体骨架之间可能发生复杂的物理化学相互作用,吸附就是各种相互作用的表观现象之一。各种相互作用都伴随能量的转化或转移。吸附引起的固体骨架的膨胀是由于固体和流体之间复杂的能量转化或转移引起的,在此认识基础上,从热力学第一定律和建立本构方程的一般方法出发,将湿度(吸附量)当作系统的状态变量,对缪协兴提出的湿度应力场理论作了严格证明,并详细分析了该理论模型的适用条件及其力学意义。认为湿度应力场本构模型同经典弹性本构模型一样,确定了一种理想物质模型,它也只是实际材料本构关系的一种理想化。 展开更多

关键词 湿度应力场理论 流固耦合 流固相互作用

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一种膨胀土湿度应力场的近似计算方法 被引量：5

4

作者 申权 杨果林 +2 位作者 房以河 杨天尧 何旭 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期41-48,共8页

构建一种数值与试验相结合的计算湿度应力场的方法,根据湿度应力场与温度应力场的相似性,采用FLAC软件温度应力场模拟原位竖向膨胀力试验,由此确定湿度场线膨胀系数.利用室内模型试验对该模拟结果的准确性进行验证,室内模型试验和数值... 构建一种数值与试验相结合的计算湿度应力场的方法,根据湿度应力场与温度应力场的相似性,采用FLAC软件温度应力场模拟原位竖向膨胀力试验,由此确定湿度场线膨胀系数.利用室内模型试验对该模拟结果的准确性进行验证,室内模型试验和数值模拟得到的竖向膨胀力大小接近,规律基本一致,表明此种近似的膨胀土湿度应力场计算方法有效可行.研究可为膨胀土膨胀特性的数值模拟提供借鉴. 展开更多

关键词 组合结构 膨胀土 湿度应力场 温度应力场 原位竖向膨胀力试验 室内模型试验

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软岩巷道蠕变与湿度应力场耦合研究 被引量：1

5

作者 付志亮 高延法 邹银辉 《矿业安全与环保》 北大核心 2006年第5期8-10,共3页

通过对龙口北皂矿H2101海域工作面矿区煤层底板矿物成分分析、岩样的膨胀性试验以及对巷道底板含水状态和围岩蠕变的实测,得到有关软岩巷道的围岩岩性参数和实际蠕变规律。运用湿度应力场理论的数学模型方法对软岩巷道的遇水软化和膨胀... 通过对龙口北皂矿H2101海域工作面矿区煤层底板矿物成分分析、岩样的膨胀性试验以及对巷道底板含水状态和围岩蠕变的实测,得到有关软岩巷道的围岩岩性参数和实际蠕变规律。运用湿度应力场理论的数学模型方法对软岩巷道的遇水软化和膨胀特性进行了分析,根据湿度应力场理论推导出膨胀软岩本构方程,在实际软岩巷道围岩稳定性控制中得到了应用。 展开更多

关键词 湿度应力场 软岩巷道 膨胀实验 蠕变耦合理论

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基于湿度应力场理论的硬石膏岩膨胀试验研究 被引量：11

6

作者 陈钒 吴建勋 +3 位作者 任松 欧阳汛 王亮 范金洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2723-2731,共9页

传统的湿度应力场理论处理硬石膏围岩膨胀问题时,未反映膨胀特性与湿度状态之间的时变关系。以该理论为基础,设计硬石膏岩膨胀试验:不同初始湿度下的膨胀,不同浸水时间的膨胀,以及膨胀后的抗拉强度测试。试验发现:随初始湿度的增加,硬... 传统的湿度应力场理论处理硬石膏围岩膨胀问题时,未反映膨胀特性与湿度状态之间的时变关系。以该理论为基础,设计硬石膏岩膨胀试验:不同初始湿度下的膨胀,不同浸水时间的膨胀,以及膨胀后的抗拉强度测试。试验发现:随初始湿度的增加,硬石膏岩膨胀持续的时间增长,最大膨胀应变和应力增大,终止时的吸水率和结晶水率增加,而自由水率近于0;相同初始湿度下,随浸水时间增加,其吸水率先快速后缓慢增加,结晶水率逐渐增大到接近于吸水率,自由水率逐渐减小到接近于0;随吸水率的增加,其最大轴向膨胀应变、最大侧向膨胀应力和抗拉强度都呈增大趋势。根据试验结果,建立了湿度状态时变系列方程以及含时间效应的膨胀本构模型。 展开更多

关键词 硬石膏岩 湿度应力场 膨胀试验 初始湿度 吸水率

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考虑膨胀应力和剪胀的深埋隧道弹塑性解 被引量：14

7

作者 陈有亮 刘耕云 +2 位作者 杜曦 RAFIG Azzam 吴东鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2525-2535,共11页

基于湿度应力场理论,推导了考虑膨胀应力和剪胀特性的圆形隧道开挖后围岩力学响应的弹塑性解。将隧道软弱围岩遇水膨胀现象视为湿度-应力耦合过程,基于Fick第二定律,推导了圆形隧洞围岩内湿度扩散非稳态解。采用非关联流动法则,获得了... 基于湿度应力场理论,推导了考虑膨胀应力和剪胀特性的圆形隧道开挖后围岩力学响应的弹塑性解。将隧道软弱围岩遇水膨胀现象视为湿度-应力耦合过程,基于Fick第二定律,推导了圆形隧洞围岩内湿度扩散非稳态解。采用非关联流动法则,获得了隧道高膨胀势区的应力和位移解答。以两种不同质量岩体开挖的隧洞为例,分析了膨胀围岩应力和变形的影响因素。结果表明,考虑膨胀应力(取决于围岩含水率变化和湿度膨胀系数)时,塑性区扩大,松动圈厚度增加,应力收敛变慢。当膨胀应力增大到一定程度时,塑性区将出现拉应力区。膨胀岩隧洞开挖遇水作用,膨胀应力增加的围岩变形远大于地应力引起的围岩变形。同时,应力剪胀对膨胀性围岩的变形影响不容忽视,尤其是在支护抗力较小的情况下,洞壁处径向位移增加显著。 展开更多

关键词 深埋隧道 湿度应力场 膨胀应力 剪胀 弹塑性解

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环境温湿度对大体积混凝土影响的数值模拟分析 被引量：4

8

作者 刘志勇 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2011年第8期35-40,共6页

环境温湿度的变化及其在大体积混凝土结构中产生的影响不容忽视,对于温度场、温度应力场、湿度应力场,尤其是整体结构应力场的分析,是工程中非常关注的问题。为此,选取理想的球形大体积混凝土结构,仅考虑环境温、湿度的影响,用ANSYS软... 环境温湿度的变化及其在大体积混凝土结构中产生的影响不容忽视,对于温度场、温度应力场、湿度应力场,尤其是整体结构应力场的分析,是工程中非常关注的问题。为此,选取理想的球形大体积混凝土结构,仅考虑环境温、湿度的影响,用ANSYS软件依次对该结构的温度场、温度应力场及湿度应力场进行数值模拟,然后将模拟得到的温度应力场与湿度应力场叠加,得到整体应力场,并对模拟结果进行分析和总结。通过对应力场的数值模拟分析,可对大体积混凝土浇筑后裂缝的开展有一定的预见性,对制订温控措施有一定的指导意义。 展开更多

关键词 环境温湿度 大体积混凝土 温度场 温度应力场 湿度应力场 数值模拟

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考虑膨胀荷载的膨胀土基坑土压力的计算

9

作者 郭永春 闫圣龙 +3 位作者 刘本华 张贵苹 尤安俊 刘家志 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期710-721,共12页

为了解决膨胀土基坑膨胀荷载的分布与定量计算问题,本文从湿度应力场理论出发分析了膨胀土基坑湿度场的分布规律,通过单轴连续吸水膨胀试验测得的吸水膨胀应力系数计算出了膨胀应力的大小。利用湿度应力场理论得出膨胀应力随基坑深度的... 为了解决膨胀土基坑膨胀荷载的分布与定量计算问题,本文从湿度应力场理论出发分析了膨胀土基坑湿度场的分布规律,通过单轴连续吸水膨胀试验测得的吸水膨胀应力系数计算出了膨胀应力的大小。利用湿度应力场理论得出膨胀应力随基坑深度的变化规律,并用温度应力模拟了吸水膨胀应力随基坑深度的变化规律。将膨胀应力随基坑深度的变化规律进行简化分析,得出了基坑边坡膨胀荷载随深度变化的三角形分布形式。以成都某弱膨胀土基坑为例,利用经典的朗肯土压力理论计算了膨胀土基坑的土压力与悬臂桩的嵌固深度。通过理正深基坑软件的计算结果与现场基坑测斜管位移监测值验证了膨胀土基坑膨胀荷载理论计算方法的合理性与有效性。 展开更多

关键词 膨胀土基坑 湿度应力场 吸水膨胀应力系数 膨胀应力 膨胀荷载

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基于相对湿度场和变模量本构的岩土膨胀分析模型 被引量：2

10

作者 程树范 曾亚武 +2 位作者 叶阳 高睿 李涵 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期99-108,共10页

随着含水率(湿度)的增加,红层黏土(岩)会表现出体积膨胀和吸水软化的双重特征,这是诱发红层滑坡和路基隆起等地质灾害的主要原因。为研究含水率对受荷岩土体变形的影响,本文在湿度应力理论的基础上,对含水率归一化处理,提出基于相对湿... 随着含水率(湿度)的增加,红层黏土(岩)会表现出体积膨胀和吸水软化的双重特征,这是诱发红层滑坡和路基隆起等地质灾害的主要原因。为研究含水率对受荷岩土体变形的影响,本文在湿度应力理论的基础上,对含水率归一化处理,提出基于相对湿度的变模量本构,建立岩土膨胀分析模型;以固结黏土和红层黏土岩为研究对象,开展膨胀和吸水软化试验。结果表明:膨胀试验中,黏土岩和固结土的侧限膨胀率分别为0.345和0.205,膨胀应力分别为225.0和112.5 kPa,黏土岩具有更强的膨胀能力;固结土吸水效率更高,能够更快地达到膨胀平衡状态。软化试验中,干燥状态下黏土岩的压缩模量较大,但吸水过程中模量的衰减也较快,饱和状态下固结土与黏土岩的压缩模量基本相同。基于试验数据,对本文模型的稳态参数进行反演,并基于已标定的分析模型对侧限膨胀试验进行模拟,一方面,验证本文方法在稳态分析时的适用性;另一方面,给出了相对湿度场平均扩散率K的标定方法。以圆形洞室遇水问题为算例,进行了稳态理论计算和瞬态数值计算,以说明本文模型在应用于岩土膨胀大变形分析时的优越性。本文分析模型参数易获得,数值模拟结果准确性高,可为红层膨胀岩和膨胀土地区工程建设提供理论指导。 展开更多

关键词 红层黏土岩 湿度应力场 膨胀本构模型 遇水软化 数值模拟 相对湿度扩散率

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湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究 被引量：2

11

作者 唐世斌 唐春安 +1 位作者 李连崇 张永彬 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期697-703,共7页

环境湿度在水敏感岩体中的扩散对隧洞等地下空间的变形起到至关重要的作用,不仅改变岩体的应力状态,还在很大程度上造成岩体物理力学性能的弱化,增强了岩体的时效变形特性。通过在数值模型中引入湿度扩散计算,并建立湿度扩散与岩体力学... 环境湿度在水敏感岩体中的扩散对隧洞等地下空间的变形起到至关重要的作用,不仅改变岩体的应力状态,还在很大程度上造成岩体物理力学性能的弱化,增强了岩体的时效变形特性。通过在数值模型中引入湿度扩散计算,并建立湿度扩散与岩体力学响应之间相互关系的描述,使得数值模型能模拟水敏感岩体受湿度影响的时效变形特征。针对具有支护系统的隧洞岩体在湿度扩散过程中的变形和应力特性的数值模拟研究表明:开挖初期,只有围岩表面的湿度产生变化,湿度引起的隧洞变形量也较小,但其变形速率却较大。随着湿度的进一步扩散,隧洞的变形总量增加,但变形速率逐渐降低,并最终得以收敛;数值计算再现了锚杆系统中的应力演化过程,其中拉应力的逐渐增大限制了围岩的部分变形;湿度在围岩中的扩散造成较大范围内围岩的强度降低,承载能力减弱,隧洞周边逐渐产生破坏。破坏的产生不仅引起局部应力集中,促使裂纹的进一步扩展,还有助于水分在围岩中的扩散。因此,湿度扩散和破坏(损伤)是一个相互影响的过程,也即湿度-应力-损伤耦合作用。 展开更多

关键词 湿度扩散 时效变形 数值模拟 湿度-应力-损伤耦合

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含时间效应的硬石膏隧道弹-膨胀解析模型 被引量：7

12

作者 任松 欧阳汛 +3 位作者 吴建勋 陈钒 王亮 陈结 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期896-905,共10页

为了研究隧道硬石膏围岩膨胀作用下的位移变化规律,基于湿度应力理论,考虑硬石膏膨胀性的时变特征,建立含时间效应的隧道弹-膨胀解析模型.将模型应用于梁忠高速礼让隧道,获得隧道临空面位移变化规律的定量结果,隧道围岩响应曲面以及位... 为了研究隧道硬石膏围岩膨胀作用下的位移变化规律,基于湿度应力理论,考虑硬石膏膨胀性的时变特征,建立含时间效应的隧道弹-膨胀解析模型.将模型应用于梁忠高速礼让隧道,获得隧道临空面位移变化规律的定量结果,隧道围岩响应曲面以及位移特性曲面.对模型各参数进行敏感性分析,结果表明:1)围岩岩性越好,临空面位移越小,隧道结构越稳定,结果与实际规律相一致;2)隧道临空面位移与隧道支护应力、围岩弹性模量呈负相关,与隧道洞径、静水压力、吸水率、围岩膨胀模量、膨胀时间、吸水系数及线膨胀系数呈正相关. 展开更多

关键词 硬石膏膨胀 隧道解析模型 时间效应 湿度应力场 围岩响应曲面 敏感性分析

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膨胀岩巷道变形及其控制的数值模拟 被引量：3

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作者 卢爱红 茅献彪 +1 位作者 徐金海 朱金花 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2005年第2期193-195,共3页

根据湿度应力场理论与温度应力场理论控制微分方程中存在的类比关系,通过参数转换,将求解湿度应力场问题转化为求解温度应力场问题。并利用ANSYS软件系统中的温度应力场分析功能,对地下开采中膨胀岩巷道遇水和地应力耦合作用问题进行了... 根据湿度应力场理论与温度应力场理论控制微分方程中存在的类比关系,通过参数转换,将求解湿度应力场问题转化为求解温度应力场问题。并利用ANSYS软件系统中的温度应力场分析功能,对地下开采中膨胀岩巷道遇水和地应力耦合作用问题进行了数值模拟。得到不同支护强度条件下的膨胀岩底板巷道围岩遇水作用后的应力和变形分布,并与无水作用情形作了对比分析。研究结果可为膨胀岩巷道围岩变形控制提供理论依据。 展开更多

关键词 膨胀岩 湿度应力场 巷道矿压 数值模拟

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基于摩尔-库仑准则的膨胀土弹塑性本构模型及其数值实现 被引量：8

14

作者 李朝阳 谢强 +2 位作者 康景文 赵梦怡 郭永春 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期92-99,共8页

膨胀土的应力应变关系与含水量的变化有关,通过室内试验对膨胀土的变形、强度以及膨胀参数与含水量之间的关系进行研究,以湿度应力场理论为基础,提出了一个具有工程实用价值的基于摩尔库仑准则的膨胀土弹塑性本构模型。依据FLAC3D数值... 膨胀土的应力应变关系与含水量的变化有关,通过室内试验对膨胀土的变形、强度以及膨胀参数与含水量之间的关系进行研究,以湿度应力场理论为基础,提出了一个具有工程实用价值的基于摩尔库仑准则的膨胀土弹塑性本构模型。依据FLAC3D数值模拟软件所提供的二次开发程序,给出了该膨胀土弹塑性本构模型二次开发程序过程的基本原理以及模型的程序框图。结合渗流软件计算的湿度场分布,进行膨胀土基坑边坡实例验算,验证了该本构模型的正确性。 展开更多

关键词 含水量 室内试验 湿度应力场 本构模型 二次开发

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液晶显示器件电极腐蚀失效可靠性研究 被引量：4

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作者 宋宇红 何林桥 杨顺林 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期459-463,共5页

利用Arrhenius模型和Eyring模型分析了温度应力和湿度应力对LCD电极腐蚀可靠性的加速影响特性,并根据加速特性推导出典型的可靠性加速试验可验证的产品寿命。结果表明,温度应力和湿度应力对LCD腐蚀的加速作用都呈指数关系,典型的腐蚀可... 利用Arrhenius模型和Eyring模型分析了温度应力和湿度应力对LCD电极腐蚀可靠性的加速影响特性,并根据加速特性推导出典型的可靠性加速试验可验证的产品寿命。结果表明,温度应力和湿度应力对LCD腐蚀的加速作用都呈指数关系,典型的腐蚀可靠性验证试验条件(55℃×95%RH×24 h)所对应的LCD产品在常温常湿条件下的理论寿命约为3年。同时,试验统计了40℃×70%RH和常温常湿条件下产品发生腐蚀失效比例随时间的趋势。结果表明,40℃×70%RH×48 h的条件可筛选出95%以上的潜在腐蚀失效产品。 展开更多

关键词 液晶显示器 腐蚀 可靠性 温度应力 湿度应力

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