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砂土多机构边界面塑性模型及其试验验证 被引量：11
1
作者 刘汉龙 丰土根 +1 位作者 高玉峰 费康 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期696-700,共5页
根据Iai多重剪切机构塑性模型及边界面塑性模型的特点,建立了一个砂土多机构边界面塑性模型。该模型将土复杂的变形机理分解为体积机理和一系列简单的剪切机理。用边界面弹塑性模型模拟多重剪切机构塑性模型中虚拟单剪机构,避免了Iai多... 根据Iai多重剪切机构塑性模型及边界面塑性模型的特点,建立了一个砂土多机构边界面塑性模型。该模型将土复杂的变形机理分解为体积机理和一系列简单的剪切机理。用边界面弹塑性模型模拟多重剪切机构塑性模型中虚拟单剪机构,避免了Iai多重剪切机构塑性模型在利用修正Masing准则模拟虚拟单剪应力-应变关系时确定比例参数的复杂性。根据大量试验资料,建立了液化面参数与归一累积剪切功的关系,能够用较少的参数很好地建立有效应力路径。由于多重机理的特性,该模型能够模拟复杂荷载作用下主应力轴偏转的影响。试验结果表明,应用该模型的计算结果与试验结果有较好的一致性。 展开更多
关键词 砂土 地震 液化 多机构 边界面塑性模型
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考虑饱和黏土初始各向异性的循环边界面塑性模型 被引量：6
2
作者 胡存 刘海笑 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2807-2814,2830,共9页
天然土体的初始各向异性通常可对其后继循环特性产生显著影响。现有考虑循环载荷作用的土体弹塑性模型,往往采用类似修正剑桥模型的椭圆形屈服面,已有研究表明,该椭圆形屈服面因其拉伸弹性区域偏大,针对天然K0固结状态的土体,其计算精... 天然土体的初始各向异性通常可对其后继循环特性产生显著影响。现有考虑循环载荷作用的土体弹塑性模型,往往采用类似修正剑桥模型的椭圆形屈服面,已有研究表明,该椭圆形屈服面因其拉伸弹性区域偏大,针对天然K0固结状态的土体,其计算精度较差。基于新近提出的广义各向同性硬化准则,在边界面方程中引入初始各向异性张量,并采用空间滑动面破坏准则(SMP)的变换应力法,建立了能考虑饱和黏土初始各向异性的循环边界面塑性模型。分别针对等压和偏压固结的饱和黏土静、动三轴试验进行模拟,结果表明,该模型能合理反映土体的初始各向异性及其后继循环动力特性。 展开更多
关键词 边界面塑性模型 初始各向异性 变换应力法 循环载荷 饱和黏土
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一种适用于饱和黏土循环动力分析边界面塑性模型的隐式积分算法 被引量：1
3
作者 刘艳秋 胡存 刘海笑 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3617-3624,共8页
修正了传统隐式回映算法,建立了适用于饱和黏土循环动力分析的边界面塑性模型的完全隐式积分格式。该模型基于无弹性域概念和临界状态理论,采用各向同性、运动硬化准则、旋转的边界面,并引入表征土体结构损伤和重塑程度的损伤变量以反... 修正了传统隐式回映算法,建立了适用于饱和黏土循环动力分析的边界面塑性模型的完全隐式积分格式。该模型基于无弹性域概念和临界状态理论,采用各向同性、运动硬化准则、旋转的边界面,并引入表征土体结构损伤和重塑程度的损伤变量以反映循环载荷作用下饱和黏土的各向异性、刚度、强度软化及塑性变形累积等特征。针对等压固结0K?1.0和偏压固结0K?0.67的饱和高岭黏土的不排水三轴试验进行模拟,采用不同的应变增量步长进行计算,并与试验数据对比,结果表明,修正隐式回映算法应用于该类边界面模型的合理性、积分格式的精确性和稳定性;另外,结合有限元软件自动时间步长的增量迭代解法,对饱和黏土应力控制的不排水动三轴试验进行预测,结果表明,修正的适用于该边界面的塑性模型隐式回映算法可以得到比较合理的数值分析结果,能够反映饱和黏土的循环刚度的退化和强度的弱化等动力特性。 展开更多
关键词 边界面塑性模型 隐式回映算法 循环动力特性 饱和黏土
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饱和砂土的三剪弹塑性边界面模型研究(一)——模型理论 被引量：8
4
作者 胡小荣 汪日堂 董肖龙 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期580-588,I0008,共10页
基于边界面模型方法研究了不同密实度和含泥量的饱和砂土在静、动荷载作用下的力学和变形特性。其中,初始边界面方程是通过改进修正剑桥模型椭圆形屈服方程得到的,后继边界面方程则是在前次边界面方程的基础上采用中心点映射法获得。针... 基于边界面模型方法研究了不同密实度和含泥量的饱和砂土在静、动荷载作用下的力学和变形特性。其中,初始边界面方程是通过改进修正剑桥模型椭圆形屈服方程得到的,后继边界面方程则是在前次边界面方程的基础上采用中心点映射法获得。针对原模型破坏应力比为定值,不能反映全应力状态和黏聚力在土体受力过程中的作用这一问题,基于三剪统一强度准则,通过等量代换法、坐标平移法对破坏应力比、相变应力比进行了修正,使修正后的椭圆形边界面适用于不同密实度和含泥量的饱和砂土。在此基础上应用边界面理论,研究了饱和砂土的三剪弹塑性边界面本构模型及有限元算式。该模型能够描述密实砂土在受力时表现的剪胀特性,同时可以反映中间主应力效应、应力区间效应、拉压差效应和黏聚力对应力-应变特性的影响。 展开更多
关键词 饱和砂土 弹塑性边界面模型 边界面方程 三剪统一强度准则
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一种粘弹塑性边界面粘土模型的损伤函数引入研究 被引量：1
5
作者 曾祥勇 郝泳 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2018年第6期783-787,共5页
针对各向同性粘弹塑性边界面模型不能模拟粘土不排水蠕变三轴试验中的土样开裂后变形的问题,通过试算研究,提出了一个损伤函数.通过将该函数与Kaliakin和Dafalias所提出的各向同性粘弹塑性边界面模型中过载函数相乘的方式,将该损伤函数... 针对各向同性粘弹塑性边界面模型不能模拟粘土不排水蠕变三轴试验中的土样开裂后变形的问题,通过试算研究,提出了一个损伤函数.通过将该函数与Kaliakin和Dafalias所提出的各向同性粘弹塑性边界面模型中过载函数相乘的方式,将该损伤函数引入到了模型之中,由此形成了一个各向同性的粘弹塑性损伤边界面新模型.根据该模型和对应的损伤参数,对加拿大温哥华市附近的Haney粘土试验进行了模拟验证.数值模拟结果表明,对于不同粘土土样的高偏应力加载等级,采用合适参数值的损伤函数对于模拟三轴不排水蠕变试验中的蠕变开裂及破坏变形令人满意,表明该损伤函数的引入有效可行,具有良好的理论及应用价值. 展开更多
关键词 岩土力学 损伤函数 时间关联分析 蠕变开裂模拟 各向同性粘弹塑性边界面粘土模型
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饱和砂土的三剪弹塑性边界面模型研究(三)——PFC3D数值试验验证 被引量：5
6
作者 胡小荣 蔡晓锋 刘操 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期324-335,共12页
为进一步验证所提饱和砂土三剪弹塑性边界面本构模型的适用性,以南昌地区饱和砂土为研究对象,利用PFC3D颗粒流建立了单调及循环荷载作用下不同含泥量饱和砂土外裹柔性膜的常规三轴和真三轴数值试验模型。常规三轴条件下的室内试验、PFC3... 为进一步验证所提饱和砂土三剪弹塑性边界面本构模型的适用性,以南昌地区饱和砂土为研究对象,利用PFC3D颗粒流建立了单调及循环荷载作用下不同含泥量饱和砂土外裹柔性膜的常规三轴和真三轴数值试验模型。常规三轴条件下的室内试验、PFC3D模拟及理论模型间的结果对比验证了3者之间在固结排水时土的偏应力与轴向应变、轴向应变与体应变,以及固结不排水时土的偏应力与轴向应变、轴向应变与孔隙水压力之间的关系均具有较好的一致性,达到了可以进行数值试验的程度,表明所建PFC3D模型可以代替各种复杂加载条件下的饱和砂土室内试验。另外,将PFC3D真三轴固结不排水数值试验和理论模型间的结果作了对比,研究了不同含泥量饱和砂土的中间主应力影响问题。其中,在静真三轴固结不排水条件下,单调荷载下的PFC3D模拟与中间主应力影响系数b=0.5时的理论曲线整体吻合均较好,其曲线误差在轴向变形前期基本保持5%以内;在后续的动真三轴边界面理论模型验证时,循环荷载下的理论模型计算均采用了b=0.5。在动真三轴固结不排水条件下,PFC3D数值模拟和理论计算结果在应力-应变、循环次数-孔隙水压力关系曲线也比较吻合,含泥量越多应变发展速度越快、动剪切模量更小、滞回圈面积更大,孔隙水压的振动幅值和绝对值都随之变大。 展开更多
关键词 饱和砂土 三剪弹塑性边界面本构模型 PFC3D数值试验 单调荷载 循环荷载
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水平地层地震动力反应分析 被引量：1
7
作者 丰土根 刘汉龙 +1 位作者 高玉峰 费康 《解放军理工大学学报（自然科学版）》 EI 北大核心 2009年第B12期74-79,共6页
根据Iai多重剪切机构塑性模型及边界面塑性模型的特点,建立了一个砂土多机构边界面塑性模型。该模型将土复杂的变形机理分解为体积机理和一系列简单的剪切机理。用边界面弹塑性模型模拟多重剪切机构塑性模型中虚拟单剪机构,避免了Iai多... 根据Iai多重剪切机构塑性模型及边界面塑性模型的特点,建立了一个砂土多机构边界面塑性模型。该模型将土复杂的变形机理分解为体积机理和一系列简单的剪切机理。用边界面弹塑性模型模拟多重剪切机构塑性模型中虚拟单剪机构,避免了Iai多重剪切机构塑性模型在利用修正M asing准则模拟虚拟单剪应力应变关系时,确定比例参数的复杂性。根据大量试验资料,建立了液化面参数与归一累积剪切功的关系,能够用较少的参数很好地建立有效应力路径。由于多重机理的特性,模型能够模拟复杂荷载作用下主应力轴偏转的影响。用多机构边界面塑性模型对饱和砂土水平场地进行有效应力分析,对水平场地的地震反应特性进行了分析,由于多机构边界面塑性模型能同时考虑振动孔隙水压力的发展引起的有效应力降低导致饱和砂土抗剪强度和模量的降低。分析表明,结果是合理的。模型简单实用,将方便在工程实践中的应用。 展开更多
关键词 多机构边界面塑性模型 饱和砂土 水平地层 地震反应
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地下水位上升对上海软土场地地震反应的影响 被引量：12
8
作者 高广运 陈青生 +1 位作者 何俊锋 张先林 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期989-995,共7页
根据工程地质勘探和室内外试验建立上海软土场地计算模型,采用Biot动力固结理论,结合弹塑性边界面模型,研究三向地震作用下地下水位上升对场地土层地震反应的影响。利用具有水平和垂直三向完整加速度记录的Taft波构造基岩输入地震动时... 根据工程地质勘探和室内外试验建立上海软土场地计算模型,采用Biot动力固结理论,结合弹塑性边界面模型,研究三向地震作用下地下水位上升对场地土层地震反应的影响。利用具有水平和垂直三向完整加速度记录的Taft波构造基岩输入地震动时程曲线,分析三向地震作用下地下水位上升对土层竖向和水平加速度放大效应、竖向与水平加速度峰值比、地表加速度和反应谱特征以及沿土层深度最大孔隙水压力和孔压比的影响。计算分析表明:地下水位上升对水平向和竖向峰值加速度的放大效应影响差异显著,同时对地表加速度及其反应谱特征具有重要影响。地下水位的上升,地表水平峰值加速度放大效应增大,竖向峰值加速度放大效应减小;竖向与水平向加速度峰值比减小;土层高频滤波作用增强,长周期成分放大效应增大;近地表液化土层范围增大,加剧砂土液化危害性。 展开更多
关键词 Biot动力固结理论 地震反应分析 弹塑性边界面模型 地下水位上升 三向地震输入
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地震荷载不规则性对砂土震陷的影响 被引量：8
9
作者 陈青生 高广运 何俊锋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3713-3720,共8页
利用有限元数值方法模拟不同类型砂土在多向地震荷载输入条件下的动单剪试验,采用弹塑性边界面模型,通过室内动单剪试验实测结果确定模型参数,计算分析地震动特性对砂土震陷的影响。研究结果表明:地震波加载次序、不对称性、加载方向、... 利用有限元数值方法模拟不同类型砂土在多向地震荷载输入条件下的动单剪试验,采用弹塑性边界面模型,通过室内动单剪试验实测结果确定模型参数,计算分析地震动特性对砂土震陷的影响。研究结果表明:地震波加载次序、不对称性、加载方向、地震波类型、加载维数对砂土变形影响显著。当大的应力脉冲出现时,砂土竖向应变明显增大,其增量的大小受到大波出现的时刻和次序影响明显;在其他条件相同时,地震波不对称性越明显,砂土竖向应变越大;反向加载对砂土具有向下压应力作用,提高竖向应变值,正向加载效应则与此相反;现有的一些规范方法取20周作为转换后的等幅应力波的标准作用次数进行震陷定量计算,其对于振动型和冲击型地震波输入等效性结果差别较大;Tokimatsu和Seed(1987)震陷分析方法按2倍单向水平地震动引起的砂土震陷简化确定多向地震动引起的砂土震陷,其结果尚待商榷。 展开更多
关键词 动单剪试验 地震荷载特性 多向地震输入 砂土震陷 弹塑性边界面模型
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基于竖井台站实测强地震动记录的剪切波速反演
10
作者 李林 黄杜若 金峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期179-184,共6页
基于日本地震台站网Ki K-net实测地震记录,提出了一种土体动力模型参数的反演算法。该算法采用基于无迹卡尔曼滤波技术的贝叶斯估计方法,能够充分结合先验信息,对参数及其不确定性进行估计。首先使用了一个数值算例,验证了该算法在无模... 基于日本地震台站网Ki K-net实测地震记录,提出了一种土体动力模型参数的反演算法。该算法采用基于无迹卡尔曼滤波技术的贝叶斯估计方法,能够充分结合先验信息,对参数及其不确定性进行估计。首先使用了一个数值算例,验证了该算法在无模型误差下能够成功估计土体动力模型参数。然后用Ki K-net实测地震动数据进行了剪切波速结构的反演,得到的结果表明,该算法反演得到的参数能够较好地表征土体线性特征,且可以对土体的动力响应得到较好的预测结果。 展开更多
关键词 场地效应 参数反演 贝叶斯估计 边界面塑性模型
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