检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：章志荣南昌大学

学位级别：硕士

在天然状态下大多数土体处于非饱和状态,土的非饱和特性对于土体的力学性质有很大的影响。本文首先采用单应力变量法和双应力变量法将三剪统一准则应用于非饱和土,得到非饱和土的三剪统一屈服准则;然后从非饱和土体的实际受力状态出发,... 详细信息

在天然状态下大多数土体处于非饱和状态,土的非饱和特性对于土体的力学性质有很大的影响。本文首先采用单应力变量法和双应力变量法将三剪统一准则应用于非饱和土,得到非饱和土的三剪统一屈服准则;然后从非饱和土体的实际受力状态出发,将基质吸力引入至修正剑桥模型,得到考虑基质吸力修正的剑桥模型,但是该模型的破坏应力比M是一个固定值,就不能反映应力状态的变化,也不能反映非饱和土中基质吸力的影响,为解决这一难题,将非饱和土的三剪统一屈服准则作为新本构模型的破坏准则,建立了非饱和土的三剪统一弹塑性本构模型,单应力变量法和双应力变量法的非饱和土三剪统一准则都考虑了非饱和土体中基质吸力的影响,更加符合非饱和土的力学特性。为得到非饱和土的三维应力应变特性,对模型进行了三维化的处理。试验土样采用南昌地区非饱和重塑红土,通过基本土工试验和非饱和土的三轴试验,获得基本的土性参数和模型参数。得到了非饱和红土的剪应力与轴向应变、体积应变与轴向应变关系曲线,着重说明了非饱和性对土体的强度和变形的影响。使用Fortran程序语言,编写了非饱和土三的剪统一本构模型的子程序。分别模拟了非饱和土体在非饱和三轴试验和真三轴试验下,土体的应力应变之间的关系曲线及变化规律。将试验值分别同单应力变量法本构模型和双应力变量法本构模型的模拟值进行对比,本构模型的适用性和正确性将得到验证,还通过改变中主应力影响系数b值,探讨其对本构模型的影响。本文主要研究工作及成果如下:第一,对于非饱和土的本构模型的国内外现状及研究方法进行评价和总结,重点在于关注怎样对非饱和土的非饱和性进行处理,如采用基质吸力考虑,含水率考虑,饱和度考虑等。第二,将Bishop非饱和土的单应力变量理论和Fredlund等非饱和土的双应力变量理论分别与三剪统一强度理论结合,使三剪统一强度理论应用到非饱和土中,并得到用全应力状态p,q,?表示的非饱和土的单应力变量法破坏应力比M1（p,?,s）和非饱和土的双应力变量法破坏应力比M2（p,?,s）。最后通过相关的真三轴试验对两种方法建立的非饱和土的三剪统一理论进行了验证。第三,为了将修正剑桥模型应用于非饱和土中,将修正剑桥模型中的饱和土的屈服应力px用非饱和土的屈服应力p?y进行替代,把基质吸力当作有效净水压力和考虑基质吸力对于土体粘聚力的影响,并采用单应力变量法和双应力变量法三剪统一屈服准则作为破坏准则,结合单应力变量法三剪统一破坏应力比,从而得到考虑应力状态和基质吸力变化影响的单应力变量法和双应力变量法非饱和土的三剪统一弹塑性本构模型。进一步提出了对本构模型三维化的处理方法,能够表达出非饱和土体在六维应力状态下的应力应变关系,最后推导出该本构模型具体的弹塑性刚度矩阵。第四,以江西重塑红土为试验研究对象,为得到红土基本的力学指标参数,进行一系列的物理力学实验。得到新建立的本构模型数值计算所需的模型参数。第五,使用Fortran语言对新建立的本构模型理论解进行程序的编写。用来模拟非饱和土在三轴排水实验中,不同基质吸力和不同净围压条件下的土体的剪应力与轴向应变关系曲线和体应变与轴向应变关系曲线。并将单应力变量法和双应力变量法得到的模型理论解与非饱和三轴实验结果进行对比,通过各种力学特性模拟的对比可知,双应力变量法模型较单应力变量法模型更加符合非饱和土体的力学特性实际。通过模拟值与试验值对比,证明单应力变量法模型和双应力变量法模型在模拟非饱和土的力学特性有较好的效果,验证了两种方法建立的本构模型合理性,并分析了基质吸力对于非饱和土三剪统一本构模型的力学特性的影响。还对非饱和土三剪统一本构模型的真三轴试验进行模拟,并将单应力变量法和双应力变量法的模拟值进行对比,分析非饱和土体在真三轴试验条件下的力学特性,在不同基质吸力条件下的非饱和土应力应变关系曲线图,两种不同方法建立的本构模型模拟值变化规律都基本一致,通过改变中主应力影响系数b来研究其对本构模型的影响。

关键词：非饱和土弹塑性本构模型三剪统一屈服准则单应力变量法双应力变量法

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考虑应变速率影响的饱和冻结冰碛土弹塑性本构模型研究

考虑应变速率影响的饱和冻结冰碛土弹塑性本构模型研究

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作者：王莹珺四川农业大学

学位级别：硕士

我国的冻土区域分布范围广泛,随着人类活动范围的扩大,科技水平的提高,在冻土区域进行建筑工程修建成为必然的发展趋势。冻土的力学性质易受外部环境因素的影响,为了对冻土的变形进行准确的预测,需要对影响冻土力学性能的因素进行探讨,... 详细信息

我国的冻土区域分布范围广泛,随着人类活动范围的扩大,科技水平的提高,在冻土区域进行建筑工程修建成为必然的发展趋势。冻土的力学性质易受外部环境因素的影响,为了对冻土的变形进行准确的预测,需要对影响冻土力学性能的因素进行探讨,还要对本构关系进行深入的研究。冰碛土广泛分布在高寒地区,当外部环境发生变化时,其力学性质和变形特征都会受到影响,甚至会引发自然灾害。当车辆经过冰碛土层时,不同的车速会使土层产生不同程度的变形;对于冰碛土场地堆载和基坑开挖工程而言,堆填或开挖时的施工速度也会直接影响工程的安全性。因此对冰碛土开展考虑应变速率影响的本构模型的研究,有利于准确预测冰碛土的变形、降低冰碛土工程的安全风险。本文聚焦于应变速率对冰碛土力学性能及本构关系的影响,在温度为-2℃下对冻结冰碛土开展了不同应变速率(1.67×10-5/s、3.33×10-5/s、1.67×10-4/s、3.33×10-4/s、6.67×10-4/s)和不同围压（0.3MPa、0.6 MPa、0.9 MPa、1.2 MPa、1.5 MPa）下的不排水常规三轴压缩试验,基于试验结果建立了考虑应变速率影响的冰碛土弹塑性本构模型,并对模型进行了对比验证。结论如下:（1）冰碛土的应力应变曲线分为应变硬化型和应变软化型:当应变速率相同时,低围压下冰碛土的应力应变曲线会出现应变软化;围压越高,其应力应变曲线会逐渐向应变硬化转化;随着加载速率的增大,应变类型则会逐渐由硬化转为软化。（2）在常规三轴压缩试验中,冰碛土的体积变形在低围压下会先发生体缩,再发生体胀,且围压越小,最终体胀量越大;在高围压下,体积只会体胀而不会产生体缩;围压相同时,应变速率越大,最终体胀量越大。（3）当冻结冰碛土的应变速率增大时,其强度、弹性切线模量、体胀量都会随之增大。冰碛土的强度与应变速率及围压的关系式为:σc=15σ30.26?0.18;冰碛土的弹性切线模量与应变速率的函数关系式为:E=151.2e0.46σ3?+18.69e0.84σ3;冰碛土的最大体胀量与应变速率的关系满足:ε=-16.03?0.24e0.4σ3。（4）建立了考虑应变速率影响的冰碛土弹塑性本构模型,本文改进后的模型与Lade-Duncan模型相比更贴近试验值,并对模型中影响较大的参数进行分析,得到了参数A与应变速率的关系式为A=0.44?-0.06,参数Q与应变速率的关系式为Q=7.54×10-5?-1.08,参数a0与应变速率及围压的函数关系式a0=8×10-16e6.6σ3?-0.92σ3-1.01。

关键词：冻土冰碛土常规三轴试验弹塑性本构模型

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弹塑性本构模型在砂质海床液化数值分析中的应用

弹塑性本构模型在砂质海床液化数值分析中的应用

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中国力学大会-2015

作者：冷建叶冠林陈锦剑郑东生上海交通大学土木工程系

采用基于旋转硬化cyclic mobility模型的水土耦合动力有限元,分析波浪作用下的海床液化规律,包括残余孔压和累计孔压的变化规律.海床的本构模型参数由砂土的不排水动三轴试验和常规三轴试验获得.计算分析了波浪作用下,流速、周期、波高... 详细信息

采用基于旋转硬化cyclic mobility模型的水土耦合动力有限元,分析波浪作用下的海床液化规律,包括残余孔压和累计孔压的变化规律.海床的本构模型参数由砂土的不排水动三轴试验和常规三轴试验获得.计算分析了波浪作用下,流速、周期、波高、水深对海床液化深度的影响.

关键词：砂质海床弹塑性本构模型波浪作用数值分析

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应变率相关的弹塑性本构模型

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交通部上海船舶运输科学研究所学报 1989年第1期12卷 1-16页

作者：夏子辉 F.艾拉因交通部上海船舶运输科学研究所结构室亚伯达大学

本文提出了应变率相关的弹塑性本构模型,其中包括先期蠕变对随后的非弹性变形的影响,可视为早先提出的应变率不相关本构模型的发展。该模型可用于预报随变化应变率而变化的非弹性过程。通过同试验结果的比较,该模型可模拟多数材料响应... 详细信息

本文提出了应变率相关的弹塑性本构模型,其中包括先期蠕变对随后的非弹性变形的影响,可视为早先提出的应变率不相关本构模型的发展。该模型可用于预报随变化应变率而变化的非弹性过程。通过同试验结果的比较,该模型可模拟多数材料响应的应变率影响特征。除了应用范围广之外,该模型比较简单,仅包含几个可由标准试验确定的材料常数。

关键词：应变率弹塑性本构模型非弹性变形材料常数影响特征 relaxation 试验结果 unified modulus hardening

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CM弹塑性本构模型在FLAC^(3D)中的二次开发

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宁波大学学报（理工版） 2024年第2期37卷 36-47页

作者：邢嘉豪熊勇林宁波大学土木工程与地理环境学院浙江宁波315211

显式有限差分程序FLAC3D由于自带的本构库多样性不足,无法统一描述超固结和结构性这两种自然界土体典型力学特性的本构模型.为了扩大FLAC^(3D)应用范围,更精确地模拟土体力学特性,本文基于其自带的二次开发平台,使用C++语言对交变移动(C... 详细信息

显式有限差分程序FLAC3D由于自带的本构库多样性不足,无法统一描述超固结和结构性这两种自然界土体典型力学特性的本构模型.为了扩大FLAC^(3D)应用范围,更精确地模拟土体力学特性,本文基于其自带的二次开发平台,使用C++语言对交变移动(Cyclic Mobility,CM)弹塑性本构模型进行二次开发.首先推导该模型的基本公式;然后介绍FLAC^(3D)的工作原理和关键开发步骤;再通过不同应力路径下的测试,对比FLAC3D模拟值和该本构的理论值,验证开发的正确性;最后通过对一维固结试验数据、三轴排水压缩试验数据和不排水三轴循环加载试验数据的模拟,验证了二次开发模型能较好地模拟土体的力学行为.

关键词：超固结结构性 FLAC3D 弹塑性本构模型

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土石粗粒料的弹塑性本构模型研究

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岩土工程技术 2002年第2期16卷 85-99页

作者：张林洪谢婉丽刘荣佩昆明理工大学电力学院昆明650052

通过粗粒料三轴剪力试验和强度试验资料 ,进行回归得到了粗粒料的强度准则τ =Aσb,并以此为屈服准则 ,结合弹塑性理论建立了粗粒料的弹塑性本构模型 ,该模型连续、不存在奇点 ,模型参数少。推导出粗粒料的弹塑性矩阵Dep,试验结果与模... 详细信息

通过粗粒料三轴剪力试验和强度试验资料 ,进行回归得到了粗粒料的强度准则τ =Aσb,并以此为屈服准则 ,结合弹塑性理论建立了粗粒料的弹塑性本构模型 ,该模型连续、不存在奇点 ,模型参数少。推导出粗粒料的弹塑性矩阵Dep,试验结果与模型计算结果吻合较好。

关键词：土石粗粒料弹塑性本构模型强度准则三轴剪力试验

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基于SiPESC平台的弹塑性本构模型开发及其在动力灾变数值模拟中的应用

基于SiPESC平台的弹塑性本构模型开发及其在动力灾变数值模拟中的...

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中国力学大会-2015

作者：陆旭泽陈飙松张盛大连理工大学工程力学系

基于SiPESC平台的开放式结构有限元分析系统与面向大规模计算的工程数据库管理系统,采用引入了设计模式的面向对象程序设计方法,研发设计了通用弹塑性分析的计算框架.利用算法与数据模型相分离的思想,抽象出通用的数据模型类,供不同的... 详细信息

基于SiPESC平台的开放式结构有限元分析系统与面向大规模计算的工程数据库管理系统,采用引入了设计模式的面向对象程序设计方法,研发设计了通用弹塑性分析的计算框架.利用算法与数据模型相分离的思想,抽象出通用的数据模型类,供不同的非线性迭代算法调用.

关键词：弹塑性本构模型 SiPESC 数值模拟

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膨胀土弹塑性本构模型研究进展

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广州建筑 2009年第4期37卷 20-24页

作者：梅正君同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

膨胀土由于干湿循环而产生湿陷、胀缩等现象,经典饱和土力学理论难以给出合理解释。本文在归纳总结前人关于膨胀土弹塑性本构模型研究工作的基础上,对BBM(Barcelona Basic Mode)模型、BExM模型、以及Thermo-hydro-mechanical(THM)本构... 详细信息

膨胀土由于干湿循环而产生湿陷、胀缩等现象,经典饱和土力学理论难以给出合理解释。本文在归纳总结前人关于膨胀土弹塑性本构模型研究工作的基础上,对BBM(Barcelona Basic Mode)模型、BExM模型、以及Thermo-hydro-mechanical(THM)本构模型等的优缺点进行了分析探讨,并对它们作出简要的分析。

关键词：膨胀土弹塑性本构模型热-水-力

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三剪统一弹塑性本构模型及ANSYS二次开发

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南昌大学学报（工科版） 2015年第2期37卷 119-122页

作者：陈晓宇胡小荣左云豪张文完南昌大学建筑工程学院江西南昌330031

针对传统方法在求解岩土工程问题中,只能得出理论解的不足。基于三剪统一屈服准则,推导了三剪统一弹塑性本构关系并编写了相应的ANSYS二次开发子程序,以用于实际工程。通过对静水压力下圆形隧洞进行应力数值计算,结果表明所得数值解与... 详细信息

针对传统方法在求解岩土工程问题中,只能得出理论解的不足。基于三剪统一屈服准则,推导了三剪统一弹塑性本构关系并编写了相应的ANSYS二次开发子程序,以用于实际工程。通过对静水压力下圆形隧洞进行应力数值计算,结果表明所得数值解与解析解相吻合,从而证明了模型推导及二次开发编程的正确性,并将该程序用于实际边坡稳定的计算中,得出了该边坡问题的数值解。算例表明:中间主应力系数增大,滑体稳定系数也增大,但变幅不大。

关键词：三剪统一屈服准则弹塑性本构模型 ANSYS二次开发

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一种基于BC-RBFNN的中砂土弹塑性本构模型

一种基于BC-RBFNN的中砂土弹塑性本构模型

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中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议

作者：彭相华王智超罗涛余敏罗迎社中南林业科技大学涉外学院湘潭大学土木工程与力学学院中南林业科技大学流变力学与材料工程研究所

随着经济的蓬勃发展,大型土木工程建设项目不断增多,如大型水电站,隧道, 核电站,海洋采油平台等等,这些建筑项目投资大,对于地基稳定性的要求很高,涉及到大量高应力和复杂应力路径下岩土材料应力应变的分析。传统的本构理论已经不能满... 详细信息

随着经济的蓬勃发展,大型土木工程建设项目不断增多,如大型水电站,隧道, 核电站,海洋采油平台等等,这些建筑项目投资大,对于地基稳定性的要求很高,涉及到大量高应力和复杂应力路径下岩土材料应力应变的分析。传统的本构理论已经不能满足规模日益庞大的工程的需要,这就需要我们研究新的方法和模型来研究岩土材料的应力-应变本构关系。随着计算机的广泛应用,计算方法的发展,使解决岩土工程问题的数值方法有了巨大的进步,为使用复杂的岩土材料本构模型创造了条件。同时,岩土本构关系的研究也获得了迅速的发展。

关键词：本构关系人工神经网络 BC-RBFNN 弹塑性本构模型

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