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基于主应力空间修正的Mohr-Coulomb准则塑性回映精确描述
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作者 陈正峰 巨广宏 +1 位作者 刘高 符文熹 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期530-537,共8页
针对Mohr-Coulomb(M-C)准则未考虑岩土材料的弹脆性破坏和拉破坏,以及在三维应力空间中常常不收敛的问题.建立了带拉截断修正Mohr-Coulomb准则(修正的M-C准则),在主应力空间下,通过主应力塑性回映算法并结合屈服面的空间几何特征给出了... 针对Mohr-Coulomb(M-C)准则未考虑岩土材料的弹脆性破坏和拉破坏,以及在三维应力空间中常常不收敛的问题.建立了带拉截断修正Mohr-Coulomb准则(修正的M-C准则),在主应力空间下,通过主应力塑性回映算法并结合屈服面的空间几何特征给出了应力返回空间位置以及返回规则.依托ANSYS软件平台开发了修正Mohr-Coulomb准则用户子程序,并以深埋圆形洞室作为算例验证了提出的方法,验证了该方法的准确性. 展开更多
关键词 修正Mohr-coulomb准则 主应力空间塑性回映算法 ANSYS 数值模拟
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基于GZZ准则的岩体三维非局部弹塑性断裂模型 被引量:1
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作者 禹海涛 胡晓锟 +1 位作者 朱合华 张中杰 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期326-334,共9页
深部岩体工程面临复杂的高地应力环境,表现出显著的三维非线性力学行为特征,为考虑中间主应力的影响,近年来广义Zhang‑Zhu(GZZ)准则在深地工程领域得到广泛应用。本文基于GZZ准则,提出了一种表征岩体非线性力学行为的三维非局部弹塑性... 深部岩体工程面临复杂的高地应力环境,表现出显著的三维非线性力学行为特征,为考虑中间主应力的影响,近年来广义Zhang‑Zhu(GZZ)准则在深地工程领域得到广泛应用。本文基于GZZ准则,提出了一种表征岩体非线性力学行为的三维非局部弹塑性断裂模型。首先,在非常规态型近场动力学模型的边界处,引入非局部微分算子,消除了近场动力学模型的表面效应,建立了三维非局部力学模型;其次,基于非局部微分算子构建了非局部-局部的材料对应性关系,提出了基于GZZ准则的非局部混合模型,并给出对应的弹塑性本构方程;最后,提出了基于等效塑性应变的应变强化、应变软化控制方程以及非局部键的断裂准则,以表征岩体从弹塑性变形到断裂的全过程模拟。基于数值算例结果与试验数据的对比分析,验证了所提出模型的准确性,可以实现岩体三维非线性力学行为的连续-非连续数值分析。 展开更多
关键词 岩体 非线性 非局部模型 GZZ强度准则 塑性断裂
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弹-塑性有限元分析及塑性垮塌的二元评定准则在钽合金衬里压力容器设计中的应用
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作者 马忠明 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第4期35-43,共9页
介绍了钽材在压力容器设计及制造领域的应用现状、《钽合金复合板和衬里制容器》企业标准的编制背景及设计要求,并根据企业标准对钽合金衬里结构提出的设计要求,以某项目中内压和热应力共同作用下的钽合金衬里开孔接管为例,运用ANSYS Wo... 介绍了钽材在压力容器设计及制造领域的应用现状、《钽合金复合板和衬里制容器》企业标准的编制背景及设计要求,并根据企业标准对钽合金衬里结构提出的设计要求,以某项目中内压和热应力共同作用下的钽合金衬里开孔接管为例,运用ANSYS Workbench有限元计算软件,进行基于材料真实应力—应变曲线的弹塑性分析,采用国内具有自主知识产权的“二元评定准则”进行评定,若计算结果收敛且总应变值不大于5%,即结构既不会发生塑性垮塌也不会产生过度的塑性变形,则设计结构是安全的。计算数据及后处理结果表明,给定的衬里结构计算结果收敛且总应变值为1.1929%<5%,满足评定准则的要求。该方法的成功应用解决了钽合金衬里结构设计计算无依据的难题,同时为压力容器设计领域其他类似结构的安全设计提供了重要的工程经验和计算思路。 展开更多
关键词 二元评定准则 弹-塑性分析 钽材 压力容器 有限元分析
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基于Coulomb准则的混凝土塑性损伤本构模型及其数值验证 被引量:4
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作者 杨璐 沈新普 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期3318-3322,共5页
以连续介质不可逆热力学为基础,采用了Mohr-Coulomb屈服准则,提出混凝土塑性损伤耦合的新的本构方程。在该模型中采用了塑性应变εp、各向同性损伤标量D作为内变量。这个新的本构关系模型严格满足热力学的基本方程。以不同围压作用下混... 以连续介质不可逆热力学为基础,采用了Mohr-Coulomb屈服准则,提出混凝土塑性损伤耦合的新的本构方程。在该模型中采用了塑性应变εp、各向同性损伤标量D作为内变量。这个新的本构关系模型严格满足热力学的基本方程。以不同围压作用下混凝土试件的单轴压缩行为为例,采用开发的程序进行了局部水平上本构模型数值验证。结果表明,模型损伤演化数值结果符合试验趋势。 展开更多
关键词 coulomb塑性准则 塑性 损伤 本构 数值验证
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考虑软化和扩容的圆形巷道围岩Z-P准则弹塑性解 被引量:2
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作者 经来旺 谢金鑫 +3 位作者 尚佳乐 冯瑜腾 蒋浩杰 经纬 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第2期88-96,共9页
巷道围岩受应力作用表现出的软化、扩容行为对巷道的变形和破环有重大影响。为了研究软化、扩容特性对巷道围岩稳定性的影响,根据岩体的软化特性,建立理想的弹性软化模型,将围岩分为弹性区、塑性软化区和破裂区;基于Zienkiewicz-Pande... 巷道围岩受应力作用表现出的软化、扩容行为对巷道的变形和破环有重大影响。为了研究软化、扩容特性对巷道围岩稳定性的影响,根据岩体的软化特性,建立理想的弹性软化模型,将围岩分为弹性区、塑性软化区和破裂区;基于Zienkiewicz-Pande准则和非关联流动法则,考虑围岩的软化、扩容特性,推导出含中间主应力的圆形巷道弹塑性解析解;将Z-P准则与M-C、D-P等准则进行比较,分析了软化模量、扩容等因素对巷道围岩的影响。结果表明:Z-P准则可良好地适用于发生软化、扩容的巷道;中间主应力系数为0.4时,围岩塑性区范围最小,围岩位移最小,塑性区内应力最大;软化模量越大,围岩破裂区半径越大;剪胀角越大,塑性区位移越大,破裂区半径越大;支护阻力越大,巷道塑性区范围越小,且提高支护阻力能有效控制巷道围岩的变形。 展开更多
关键词 Z-P准则 软化 扩容 中间主应力 塑性分析
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基于Mohr-Coulomb准则的黏弹-塑性海冰动力学本构模型 被引量:15
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作者 季顺迎 沈洪道 +2 位作者 王志联 奚海莉 岳前进 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期19-30,共12页
针对中小尺度下海冰动力作用过程中的漂移、重叠和堆积特征,在连续介质力学基础上建立了一个黏弹塑性海冰动力学本构模型.该模型主要包括四部分,即海冰在屈服前的Kelvin Vogit黏弹模型、海冰塑性屈服的Mohr Coulomb准则、屈服后相关联... 针对中小尺度下海冰动力作用过程中的漂移、重叠和堆积特征,在连续介质力学基础上建立了一个黏弹塑性海冰动力学本构模型.该模型主要包括四部分,即海冰在屈服前的Kelvin Vogit黏弹模型、海冰塑性屈服的Mohr Coulomb准则、屈服后相关联的正交流动法则和影响海冰强度的静水压力.采用黏弹塑性本构模型对规则海域内的海冰堆积过程进行了数值试验,其结果与传统黏塑性模型、改进的黏塑性模型和经典冰坝理论的解析解相符,可合理地模拟海冰堆积的动力过程.为进一步检验该黏弹塑性本构模型的适用性,对渤海海冰的动力过程进行了48h的数值模拟,计算结果与海冰卫星遥感现场观测资料一致.通过与传统的黏塑性和改进的黏塑性模型结果的对比分析,进一步验证了黏弹塑性模型在中小尺度海冰动力学模拟中的可靠性.在以上海冰堆积的数值试验和渤海海冰动力学模拟中均采用了光滑质点流体动力学(SPH)方法. 展开更多
关键词 海冰动力学 本构模型 塑性 黏弹-塑性 Mohr—coulomb准则
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岩石塑性变形条件下的Mohr-Coulomb屈服准则 被引量:31
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作者 王红才 赵卫华 +1 位作者 孙东生 郭彬彬 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期4231-4238,共8页
传统的Mohr-Coulomb强度准则仅描述了峰值强度状态下正应力和剪应力之间的关系,作为岩石破坏的判据.本文拓展概念,提出Mohr-Coulomb屈服准则表述岩石发生塑性变形后不同应力状态下屈服面的应力应变关系.在总结实验研究的基础上建立了使... 传统的Mohr-Coulomb强度准则仅描述了峰值强度状态下正应力和剪应力之间的关系,作为岩石破坏的判据.本文拓展概念,提出Mohr-Coulomb屈服准则表述岩石发生塑性变形后不同应力状态下屈服面的应力应变关系.在总结实验研究的基础上建立了使用三轴压缩试验数据确定塑性参数c和φ随内变量κ变化的实验技术方法,给出了评价各向同性模型精度的参量表达以及某些测试结果.采用具有各向同性强(软)化规律的Mohr-Coulomb屈服准则,利用岩石的初始屈服、峰值屈服和残余屈服三组参数可以将全过程应力应变曲线简化表征为四直线模型,它比三线性模型有更广泛的适用性.本文的结果为工程地质数值模拟提供了理论和实验基础,具有指导意义. 展开更多
关键词 岩石塑性变形 MOHR-coulomb屈服准则 塑性参量 各向同性强(软)化 四直线模型
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基于Mohr-Coulomb准则的球形洞室围岩应变软化弹塑性分析 被引量:13
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作者 冯强 范金成 +1 位作者 张强 蒋斌松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期836-840,共5页
通过用一系列的塑性流动与脆性跌落近似逼近峰后应变软化过程,将开挖球形洞室引起的塑性变形区划分为k个同心球壳。假定各球壳内岩体均质且各向同性,采用Mohr-Coulomb准则和非关联流动法则对受静水压力球形洞室围岩的应力和变形进行理... 通过用一系列的塑性流动与脆性跌落近似逼近峰后应变软化过程,将开挖球形洞室引起的塑性变形区划分为k个同心球壳。假定各球壳内岩体均质且各向同性,采用Mohr-Coulomb准则和非关联流动法则对受静水压力球形洞室围岩的应力和变形进行理论计算。由各球壳内岩体属性表征点建立岩体再破坏的补充方程,得到了围岩塑性半径求解方程组。通过算例验证了方法的合理性。最后,考虑岩体进入峰后阶段后,变形参数也随之劣化,讨论了弹性模量线性劣化对洞壁位移、软化半径和破裂半径的影响。 展开更多
关键词 球形洞室 应变软化 塑性分析 MOHR-coulomb准则 静水压力 变形模量劣化
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考虑中间主应力和支护力的巷道围岩黏-弹塑性解 被引量:1
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作者 经来旺 冯瑜腾 +3 位作者 郑霖 谢金鑫 黄旭 经纬 《中国矿业》 北大核心 2025年第1期146-153,共8页
岩石流变特性对巷道围岩的变形具有重要影响,往往会导致围岩发生大变形甚至失稳。为了全面地分析圆形巷道围岩的变形特性,采用流变模型的串联理论,将Burgers模型与统一强度准则下的摩擦片进行组合,得到了一种考虑围岩塑性的黏-弹塑性围... 岩石流变特性对巷道围岩的变形具有重要影响,往往会导致围岩发生大变形甚至失稳。为了全面地分析圆形巷道围岩的变形特性,采用流变模型的串联理论,将Burgers模型与统一强度准则下的摩擦片进行组合,得到了一种考虑围岩塑性的黏-弹塑性围岩本构模型。在对围岩进行弹塑性分析时,考虑了中间主应力系数和支护力的影响,并利用非关联流动法则,得到了巷道围岩塑性区半径和位移解析式。结合算例分析了中间主应力和支护力对巷道围岩塑性区半径及其应力场和位移场的影响,以及位移随时间的变化规律。研究结果表明:巷道围岩先后经历减速蠕变和稳速蠕变两个阶段。在减速阶段,围岩的位移增速较大,前期支护压力大。而在稳速阶段,围岩位移增速虽略有减小,但依然需要支护保持稳定;通过增大中间主应力和支护力,可以减小塑性区半径和围岩位移,提高巷道围岩的稳定性。此外,随着时间的增加,围岩变形逐渐增大,而通过增大支护力,可有效抑制围岩发生变形的速度,在一定程度上缓解了围岩变形。 展开更多
关键词 岩石流变特性 黏-弹塑性模型 蠕变 统一强度准则 BURGERS模型 支护力
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基于Mogi-Coulomb强度准则的隧道围岩理想弹塑性解答 被引量:11
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作者 吕彩忠 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2014年第6期54-59,共6页
合理选择岩石强度准则对隧道应力及位移预测和支护设计都具有重要意义,基于MogiCoulomb强度准则和理想弹塑性模型,通过中间主应力系数反映中间主应力的影响,推导了圆形隧道围岩应力和位移的解析解,并对所得结果进行比较与验证,得到了中... 合理选择岩石强度准则对隧道应力及位移预测和支护设计都具有重要意义,基于MogiCoulomb强度准则和理想弹塑性模型,通过中间主应力系数反映中间主应力的影响,推导了圆形隧道围岩应力和位移的解析解,并对所得结果进行比较与验证,得到了中间主应力和围岩抗剪强度参数的影响特性。研究表明:具有广泛的适用性和较好的可比性,Mohr-Coulomb强度准则解答和Matsuoka-Nakai准则解答均为其特例;结果关于中间主应力系数b=0.5对称,较好地反映了岩石强度的中间主应力效应及其区间性;粘聚力及内摩擦角对围岩塑性区半径和隧道洞壁位移的影响显著,应充分考虑中间主应力影响及围岩抗剪强度参数变化对隧道设计与施工的影响。 展开更多
关键词 隧道工程 Mogi-coulomb强度准则 理想弹塑性模型 中间主应力 应力和位移
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基于Drucker-Prager准则的三维应力场下围岩塑性区近似解
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作者 刘洪涛 梁嘉璐 +2 位作者 韩子俊 刘勤裕 乔钟槿 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期909-920,共12页
为了研究三维应力场下巷道围岩的稳定性,基于Drucker-Prager准则,以弹塑性力学为理论基础,通过引入轴向应力解推导了三维应力场下的巷道围岩塑性区边界方程,对不同应力场条件下的围岩塑性区形态及尺寸展开分析,对比分析了巷道围岩的内... 为了研究三维应力场下巷道围岩的稳定性,基于Drucker-Prager准则,以弹塑性力学为理论基础,通过引入轴向应力解推导了三维应力场下的巷道围岩塑性区边界方程,对不同应力场条件下的围岩塑性区形态及尺寸展开分析,对比分析了巷道围岩的内聚力、内摩擦角、泊松比和巷道半径变化的条件下,5种Drucker-Prager系列屈服准则对塑性区形态及尺寸的影响,并基于演化特性提出实际工程意义。结果表明:水平侧压的增减对巷道围岩的塑性区形态影响程度较大,过高或过低的水平侧压会使巷道围岩呈蝶形扩展;轴向侧压的增减对巷道围岩的塑性区形态影响较小,对围岩的塑性区尺寸影响较大,相同水平侧压下,不同轴向侧压会使围岩的塑性区尺寸变化呈碗状发展;内聚力、内摩擦角和巷道半径变化时,不同Drucker-Prager准则下巷道围岩塑性区尺寸变化规律具有一致性,选取不同Drucker-Prager准则会对巷道围岩塑性区的计算结果产生影响。 展开更多
关键词 塑性 蝶形破坏 DRUCKER-PRAGER准则 三维应力场 巷道支护
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基于非局部理论的Hoek-Brown软化塑性模型
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作者 周鑫 于佳佳 +2 位作者 吴文杰 路德春 杜修力 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期13-20,共8页
由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用... 由于缺失材料特征长度,局部应变软化模型在模拟结构层面的失效破坏时,会出现网格依赖性问题,严重影响计算结果的准确性与可靠性。本研究提出了非局部的Hoek-Brown软化塑性模型,该模型基于光滑的Hoek-Brown强度准则构造屈服函数,并利用过非局部公式将等效塑性剪应变发展为非局部变量,有效规避了结构失效破坏模拟时的网格依赖性问题。利用隐式返回映射应力更新算法求解非局部塑性模型的微分方程组,详细介绍了该模型的有限元实现流程。最后,以经典的缺陷板受压破坏问题和条形基础承载力问题为例,对模型的有效性进行验证。结果表明,在网格细化过程中,非局部Hoek-Brown软化塑性模型的模拟结果对网格尺寸不敏感,预测的剪切带宽度和荷载位移曲线基本不随网格尺寸变化。所提模型可为岩石工程的失效破坏分析提供具有网格客观性的计算工具。 展开更多
关键词 非局部积分方法 软化塑性模型 HOEK-BROWN强度准则 应力更新算法
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基于三剪能量屈服准则的岩石弹塑性耦合模型
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作者 刘振洋 王爱文 刘晓林 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第5期139-148,共10页
为建立能够准确描述岩石变形过程中能量演化规律的力学模型,提出利用三剪能量屈服准则和弹性剪应变能获取岩石黏聚力与内摩擦角,以及基于三剪能量塑性势函数获取剪胀角的方法,依据所提方法和岩石循环加卸载试验数据,得到了各级围压下不... 为建立能够准确描述岩石变形过程中能量演化规律的力学模型,提出利用三剪能量屈服准则和弹性剪应变能获取岩石黏聚力与内摩擦角,以及基于三剪能量塑性势函数获取剪胀角的方法,依据所提方法和岩石循环加卸载试验数据,得到了各级围压下不同塑性累积阶段岩石的弹性模量、黏聚力、内摩擦角及剪胀角等参数,发现随着塑性变形的增大,弹性模量呈负指数关系减小,黏聚力峰前线性增大而峰后呈负指数减小,内摩擦角满足比例参数为1、形状参数为1.5的Weibull函数,剪胀角线性减小;随着围压的增大,弹性模量和黏聚力均呈线性关系增大而剪胀角呈线性减小。建立岩石三剪能量弹塑性耦合力学模型,实现了模型在有限差分软件中的二次开发并编写了能量演化监测程序。模拟岩石室内试验,结果表明所建模型能较准确地描述岩石后继屈服过程中的硬化软化、剪胀、围压效应以及能量演化等力学行为。研究成果可为从能量角度研究岩体失稳提供理论支撑和现实手段。 展开更多
关键词 岩石力学 三剪能量屈服准则 塑性耦合模型 弹性剪应变能 围压效应 二次开发
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基于黏弹−黏塑性模型的软岩隧洞长期变形解析
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作者 冯渠彰 刘海明 +3 位作者 曹净 丁文云 王志良 彭咏梅 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期716-729,共14页
为预测考虑蠕变特性的隧洞长期变形,提出了一种基于黏弹-黏塑性损伤流变模型和光滑广义Zhang-Zhu(GZZ)准则的软岩隧洞长期变形半解析计算方法。首先,引入能反映岩石损伤的Abel黏壶对黏弹-黏塑性模型进行非线性改良;其次,在有限差分法的... 为预测考虑蠕变特性的隧洞长期变形,提出了一种基于黏弹-黏塑性损伤流变模型和光滑广义Zhang-Zhu(GZZ)准则的软岩隧洞长期变形半解析计算方法。首先,引入能反映岩石损伤的Abel黏壶对黏弹-黏塑性模型进行非线性改良;其次,在有限差分法的基础上,结合光滑GZZ准则、非关联流动法则和非线性剪胀角模型,求出在应变软化行为影响下的隧洞变形;第三,采用黏弹-黏塑性模型求解在蠕变行为影响下的隧洞长期变形;最后,用现有解析解和实际工程案例验证该方法的有效性,并讨论不同参数对该解的敏感性。研究结果表明:本文解能够有效考虑软岩隧洞长期变形的蠕变效应;围岩特征曲线随蠕变时长不断右移,围岩变形增大,支护设计需考虑隧洞后续变形,建议采用让压支护措施;峰值剪胀角变大能增大围岩初态和瞬态变形,对瞬态变形的增大效果更明显;损伤参数变大也能增大隧洞变形,且能使围岩加快进入加速蠕变阶段;延迟时间和松弛时间变长都会减小隧洞变形;求导阶数变大会增大隧洞变形,且使围岩变形曲线的非线性特征更明显。 展开更多
关键词 有限差分法 Abel黏壶 黏弹-黏塑性 GZZ强度准则 隧洞长期变形
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Mohr-Coulomb准则的弹塑性积分方法 被引量:5
15
作者 张谭 郑宏 林姗 《济南大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第2期190-197,共8页
基于Koiter法则,提出一种适用于Mohr-Coulomb非光滑本构模型的弹塑性积分方法;阐述Mohr-Coulomb准则角点问题产生的原因,采用经典的Kuhn-Tucker互补条件判断可能活跃的屈服面,将Kuhn-Tucker互补方程作为一类特殊的变分不等式,使用投影... 基于Koiter法则,提出一种适用于Mohr-Coulomb非光滑本构模型的弹塑性积分方法;阐述Mohr-Coulomb准则角点问题产生的原因,采用经典的Kuhn-Tucker互补条件判断可能活跃的屈服面,将Kuhn-Tucker互补方程作为一类特殊的变分不等式,使用投影收缩算法进行求解,并进一步通过迭代确定实际活跃的屈服面;基于主应力特征方程,在主应力空间中计算屈服函数对应力分量的偏导数,同时在一般应力空间中执行应力返回。结果表明,所提出的算法解决了Mohr-Coulomb准则的角点问题,消除了光滑角点带来的误差,既避免了Mohr-Coulomb屈服函数在一般应力空间中角点处的数值奇异性,又不需要进行主应力空间法中所需的应力变换。 展开更多
关键词 MOHR-coulomb准则 塑性 互补问题
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基于光滑有限元法的岩土体弹塑性分析
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作者 杨茂强 张江辉 +1 位作者 王永伟 吕加贺 《地质科技通报》 北大核心 2025年第2期330-339,共10页
随着大型工程项目的日益增多,工程中的岩土极限问题也频繁出现,致使采用数值方法处理时,经常面对极端的模型变形问题。传统有限元法在处理极端的模型变形,特别是采用低阶单元分析时,往往会产生收敛问题、体积锁定问题以及网格严重畸变... 随着大型工程项目的日益增多,工程中的岩土极限问题也频繁出现,致使采用数值方法处理时,经常面对极端的模型变形问题。传统有限元法在处理极端的模型变形,特别是采用低阶单元分析时,往往会产生收敛问题、体积锁定问题以及网格严重畸变而导致的应力失准问题。寻找一种新的方法进行数值分析具有重要意义。光滑有限元法是一种有效改进传统有限元法固有缺陷,提高求解精度和收敛速度的算法。基于光滑有限元法,结合一种修正的Mohr-Coulomb屈服准则和线性搜索优化算法,建立了岩土体弹塑性计算模型。最后,针对经典的条形基础承载力模型和边坡模型进行验算,数值计算结果与参考解均吻合较好。结果表明光滑有限元法的计算精度明显优于传统有限元法,验证了本研究算法的可行性和实用性。本研究采用光滑有限元法建立的计算模型进一步提高了岩土体弹塑性问题的计算精度,降低了采用传统有限元法分析时存在的计算误差及网格畸变引起的应力失准问题。 展开更多
关键词 光滑有限元法 塑性 岩土体 修正Mohr-coulomb屈服准则 线性搜索
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基于非线性Mohr-Coulomb强度准则下的扩孔问题解析 被引量:16
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作者 邹金锋 彭建国 +2 位作者 张进华 罗恒 安爱军 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期90-97,共8页
将圆孔周围的围岩分为弹性和塑性应力区,考虑土体受力后的剪胀特性,根据Mohr-Coulomb非线性强度准则、应力平衡条件、大小变形理论和非关联流动准则,推导出排水情况下土体发生大、小变形时扩孔问题的塑性区应力、应变和位移场解析,并给... 将圆孔周围的围岩分为弹性和塑性应力区,考虑土体受力后的剪胀特性,根据Mohr-Coulomb非线性强度准则、应力平衡条件、大小变形理论和非关联流动准则,推导出排水情况下土体发生大、小变形时扩孔问题的塑性区应力、应变和位移场解析,并给出大、小变形情况下塑性区半径和极限扩孔压力的非线性解答。与现有理论的计算结果和现场实测结果进行对比结果表明,上述理论具有一定的有效性。通过分析可知,大变形时的塑性应变比小变形时的大;随着m值的增大,扩孔压力逐渐增大且与rp/au为非线性关系;大变形时的扩孔压力要比Vesic等人的理论值偏小。 展开更多
关键词 剪胀 非线性Mohr—coulomb强度准则 扩孔压力 塑性区半径 大变形 非关联流动准则
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基于Drucker-Prager准则的深部巷道破裂围岩弹塑性分析 被引量:56
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作者 陈梁 茅献彪 +1 位作者 李明 陈彦龙 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期484-491,共8页
基于Drucker-Prager屈服准则和非关联流动法则,考虑中间主应力、塑性区弹性应变及岩体剪胀性的影响,推导了深部圆形巷道围岩应力、变形及塑性区半径的封闭解析解。结合工程实例,对比分析了不同屈服准则和围岩参数对围岩状态变化的影响,... 基于Drucker-Prager屈服准则和非关联流动法则,考虑中间主应力、塑性区弹性应变及岩体剪胀性的影响,推导了深部圆形巷道围岩应力、变形及塑性区半径的封闭解析解。结合工程实例,对比分析了不同屈服准则和围岩参数对围岩状态变化的影响,研究结果表明:中间主应力对围岩破裂范围和表面位移均具有重要影响,且表现出明显的区间效应;剪胀角越大,扩容系数越大,围岩破裂范围与表面位移也就越大;围岩参数(残余黏聚力、残余内摩擦角、初始黏聚力)和支护阻力越大,围岩塑性区及破裂区范围均越小;D-P准则解分别与统一强度准则解、双剪强度准则解和M-C准则解相比,围岩破裂范围及表面位移均偏大,但与M-C准则解最为接近;在满足相同围岩变形条件下,D-P准则解所需支护阻力较其他3种准则解均较大,更偏向于刚性支护形式,分析结果可为巷道围岩稳定性评价与支护设计提供重要理论依据。 展开更多
关键词 深部巷道 DRUCKER-PRAGER准则 剪胀性 塑性
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塑性应变准则在油井出砂预测中的应用 被引量:16
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作者 练章华 杨龙 +2 位作者 段永刚 刘向君 唐波 《西南石油学院学报》 CSCD 2003年第4期16-18,共3页
用塑性应变准则建立了油井出砂预测的有限元力学模型 ,岩石的屈服应力准则用Drucker Prager准则。在某油田地层参数下 ,用该模型得到了不同井筒压差所对应井壁附近的塑性应力、应变变化结果 ,用这些结果可预测油井出砂情况。根据临界塑... 用塑性应变准则建立了油井出砂预测的有限元力学模型 ,岩石的屈服应力准则用Drucker Prager准则。在某油田地层参数下 ,用该模型得到了不同井筒压差所对应井壁附近的塑性应力、应变变化结果 ,用这些结果可预测油井出砂情况。根据临界塑性应变 ,确定了井壁不出砂的临界生产压差 。 展开更多
关键词 出砂预测 塑性应变准则 油井 DRUCKER-PRAGER准则
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基于Hoek-Brown准则西原模型的圆形隧洞黏弹塑性解 被引量:13
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作者 曹瑞琅 段庆伟 +2 位作者 赵宇飞 刘立鹏 姚文博 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2017年第4期64-71,共8页
为进行流变围岩圆形隧洞工程应力、应变分析,将Hoek-Brown强度准则引入到西原流变本构模型,同时在力学模型中考虑掌子面推进效应和支护阻力对围岩应力释放率的影响,得到了支护条件下基于Hoek-Brown准则西原模型的圆形隧洞黏弹塑性解。... 为进行流变围岩圆形隧洞工程应力、应变分析,将Hoek-Brown强度准则引入到西原流变本构模型,同时在力学模型中考虑掌子面推进效应和支护阻力对围岩应力释放率的影响,得到了支护条件下基于Hoek-Brown准则西原模型的圆形隧洞黏弹塑性解。通过锦屏二级水电站引水隧洞案例验证解析方法的可靠性,并进行了塑性区半径和围岩变形的影响因素定量分析。研究结果表明:(1)基于Hoek-Brown准则的西原模型更能反映实际隧洞工程岩体流变特性,建立的解析方法能够考虑围岩应力释放效应和塑性体积扩容特征对围岩变形的影响,其计算结果与实际监测数据吻合良好;(2)围岩应力释放系数、Hoek-Brown准则参数s、原岩应力和隧洞半径对塑性区半径的影响较大,是判断流变围岩隧洞稳定性的主要考虑指标,相对而言,岩石单轴抗压强度和Hoek-Brown准则参数m对塑性区半径的影响较小;(3)引入围岩扩容系数后,围岩位移量显著增加,但基本不影响围岩流变变形曲线形态和塑性区半径,从洞壁向围岩内部延伸,围岩扩容系数对围岩变形的影响越来越小。 展开更多
关键词 黏弹塑性 西原模型 HOEK-BROWN准则 塑性区半径 围岩变形
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