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北京力学会第三十一届学术年会

作者：于荣萍杨正权朱凯斌赵剑明李敬军刘小生中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点试验室

土工格栅加筋技术是岩土工程加固领域常用的加固措施,其加固效果依赖于土工格栅影响范围内土与土工格栅的相互作用。合理表征土与土工格栅的相互作用是优化加筋结构设计与合理评估加筋结构服役性能的基础。通过分析土与土工格栅剪切变... 详细信息

土工格栅加筋技术是岩土工程加固领域常用的加固措施,其加固效果依赖于土工格栅影响范围内土与土工格栅的相互作用。合理表征土与土工格栅的相互作用是优化加筋结构设计与合理评估加筋结构服役性能的基础。通过分析土与土工格栅剪切变形全过程特征和剪切变形机理,探讨了不同应力状态下土与土工格栅相互作用的典型力学特性,基于界面微元强度随机性特征,考虑界面损伤阈值影响,建立了可反映土与土工格栅剪切变形全过程特征的筋土界面统计损伤演化模型,并结合试验数据进行对比验证。研究表明:该模型可以有效描述土与土工格栅相互作用的全过程特征和损伤演化规律。研究成果可为量化评估土工格栅加筋结构服役性能提供理论工具。

关键词：土工格栅筋土界面统计损伤残余强度

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基于统计损伤的大型地下洞室围岩分类研究

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三峡大学学报(自然科学版) 2025年第3期47卷 7-13页

作者：柯旭昊孙宁曹学兴王如宾刘渊泽许晓逸徐卫亚河海大学岩土工程科学研究所南京210098 中国电建中南勘察设计研究院长沙410014 华能澜沧江水电股份有限公司科技部昆明650214

围岩分类在水工建筑物的勘察设计阶段有着重要的作用.澜沧江GX水电枢纽区地质条件复杂,天然状态下地应力较高,常用的水力发电系统围岩工程地质分级方法(简称HC法)以围岩的强度应力比为依据对高地应力地区的围岩进行降级.本文在工程地质... 详细信息

围岩分类在水工建筑物的勘察设计阶段有着重要的作用.澜沧江GX水电枢纽区地质条件复杂,天然状态下地应力较高,常用的水力发电系统围岩工程地质分级方法(简称HC法)以围岩的强度应力比为依据对高地应力地区的围岩进行降级.本文在工程地质勘测的基础上,开展了三轴力学实验,提出了一种基于统计损伤的围岩分类方法来量化计算高地应力条件对围岩质量的影响,即:在HC法初分类的基础之上,计算岩体的统计损伤值作为围岩评分的折减系数,从而替代HC法中直接对高地应力地区的围岩进行降级的方法.使用该方法对GX地下厂房洞室群围岩进行分类,得到了基于损伤力学的GX地下洞室围岩分类结果,并将该结果与原分类结果对比进行验证.结果表明该方法不仅能够体现出地应力增大与围岩质量劣化之间的正相关性,而且具有更高的准确性和可靠性,可以准确高效地完成高地应力地区的围岩分类工作,对高地应力地区的岩体质量评价有着重要的理论价值.

关键词：岩体质量评价围岩分类岩体损伤统计损伤地下洞室围岩稳定

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混凝土正交各向异性统计损伤本构模型研究

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水利学报 2014年第5期45卷 607-618页

作者：白卫峰张树珺管俊峰陈健云华北水利水电大学河南郑州450011 南阳理工学院河南南阳473004 大连理工大学辽宁大连116024

基于统计损伤理论,本文建立了混凝土三维正交各向异性统计损伤本构模型,用于描述混凝土复杂荷载环境下的力学行为。该模型将单轴拉伸、压缩作为最基本的宏观破坏模式,复杂应力状态下的本构行为理解为2种基本模式的组合形式,考虑断裂、... 详细信息

基于统计损伤理论,本文建立了混凝土三维正交各向异性统计损伤本构模型,用于描述混凝土复杂荷载环境下的力学行为。该模型将单轴拉伸、压缩作为最基本的宏观破坏模式,复杂应力状态下的本构行为理解为2种基本模式的组合形式,考虑断裂、屈服两种细观损伤机制。提出新的"等效应变"假设,通过引入等效传递拉损伤应变和损伤影响参数,建立起复杂应力状态损伤演化过程与单轴损伤演化过程之间的等效关系。通过预测值与试验结果比较,表明该模型能够模拟多轴加载情况下材料均匀损伤阶段本构行为的主要力学特征,从变形特性、强度特征和破坏形式等角度对材料的损伤机制进行探讨。

关键词：混凝土多轴应力状态统计损伤本构模型应力-应变曲线

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考虑徐变和损伤耦合的混凝土统计损伤本构模型

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水利学报 2012年第S1期43卷 125-130页

作者：郑丹重庆交通大学河海学院重庆400074

采用统计损伤模型分析了长期持续荷载下的混凝土力学性能。在连续损伤力学和随机统计强度理论的基础上,认为混凝土的微单元强度为单元的应变能,并假设其服从Weibull分布。模型以材料中破坏的微元体数量为损伤变量,考虑了混凝土长期荷载... 详细信息

采用统计损伤模型分析了长期持续荷载下的混凝土力学性能。在连续损伤力学和随机统计强度理论的基础上,认为混凝土的微单元强度为单元的应变能,并假设其服从Weibull分布。模型以材料中破坏的微元体数量为损伤变量,考虑了混凝土长期荷载下的徐变变形所产生的应变能累积和混凝土内微裂纹扩展的相互作用,建立了可考虑徐变和损伤耦合的混凝土统计损伤本构模型。本文的模型计算结果与现有试验吻合较好,可为长期工作环境中的混凝土结构设计和安全性评价提供参考。

关键词：混凝土长期荷载统计损伤徐变

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冻融受荷砂岩力学性能劣化与统计损伤模型研究

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 84-91页

作者：张二锋刘慧康跃明杨金虎中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400039 西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

在西部地区矿产资源开发和工程建设中,砂岩作为主要的工程地质含水层之一,冻融环境影响砂岩的力学及变形特性。为研究受冻融环境影响下受荷岩力学性能的劣化和损伤特性,以陕西地区红色细砂岩为研究对象,开展0、5、10、20和30次冻融循环... 详细信息

在西部地区矿产资源开发和工程建设中,砂岩作为主要的工程地质含水层之一,冻融环境影响砂岩的力学及变形特性。为研究受冻融环境影响下受荷岩力学性能的劣化和损伤特性,以陕西地区红色细砂岩为研究对象,开展0、5、10、20和30次冻融循环试验和单轴压缩试验,获得冻融后砂岩的单轴压缩全过程应力–应变曲线和力学特征参数,对冻融岩石进行力学特征参数分析,建立冻融环境下岩石力学性能的劣化模型;基于冻融环境对岩石损伤的影响,考虑岩石在变形阶段中压密阶段的特点,建立考虑压密阶段修正统计损伤本构模型。结果表明:随着冻融循环次数的增加,岩石压密阶段的占比越来越大,峰值应也变逐渐增大,冻融循环前30次岩石发生脆性破坏,冻融循环30次后岩石脆性明显减弱,应变软化阶段明显;冻融循环前10次,力学特征参数损失率增长较快,之后明显减缓;冻融循环30次之后,峰值强度损失率为47.27%,弹性模量损失率为60.35%;其中力学特征参数损失率与冻融循环次数成一次线性增长,在建立的力学性能劣化模型中,冻融后岩石力学性能占比成指数递减,利用冻融环境下岩石的孔隙特征,可准确预测岩石在冻融环境作用下的峰值强度和弹性模量;考虑压密阶段的修正统计损伤本构模型与试验曲线拟合度更高,修正理论模型可对冻融受荷岩石力学性能劣化和损伤预测提供借鉴。

关键词：冻融受荷岩石力学统计损伤本构模型

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基于非线性动态强度准则的岩石动态变形过程统计损伤模拟方法

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岩石力学与工程学报 2017年第4期36卷 794-802页

作者：曹文贵林星涛张超杨尚湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

岩石动态应变率对岩石动态变形过程具有极其重要的影响,因此,首先考虑岩石动态应变率对岩石强度的非线性影响特点,通过对现有岩石动态强度准则进行改进,建立反映应变率影响的非线性岩石动态强度准则,为岩石动态变形过程模拟方法研究奠... 详细信息

岩石动态应变率对岩石动态变形过程具有极其重要的影响,因此,首先考虑岩石动态应变率对岩石强度的非线性影响特点,通过对现有岩石动态强度准则进行改进,建立反映应变率影响的非线性岩石动态强度准则,为岩石动态变形过程模拟方法研究奠定了坚实的基础;然后,采用本文非线性动态强度准则,在重点探讨考虑应变率影响的岩石微元强度度量方法基础上,引入统计损伤理论建立岩石动态统计损伤本构模型,并提出基于岩石动三轴试验曲线的模型参数确定方法,进而建立岩石动态变形过程模拟方法。它不仅能反映应力状态而且能反映应变率对岩石变形过程的影响;最后,通过与现有同类模型理论曲线以及相应试验曲线的比较分析,表明了提出模型与方法的合理性与优越性。

关键词：岩石力学非线性动态强度准则应变率统计损伤动态本构模型

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考虑孔隙水压力的岩石统计损伤本构模型研究

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岩石力学与工程学报 2015年第S2期34卷 3676-3682页

作者：王伟田振元朱其志李雪浩徐卫亚河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098 山西省交通规划勘察设计院山西太原030012

在损伤力学理论基础上,通过有效应力原理引入孔隙水压力,结合应变等价性假说建立应力渗流耦合作用下有效应力的表达式,并假设岩石微元强度服从Weibull随机分布,构建考虑孔隙水压力的岩石统计损伤本构模型。通过试验曲线和理论曲线的对... 详细信息

在损伤力学理论基础上,通过有效应力原理引入孔隙水压力,结合应变等价性假说建立应力渗流耦合作用下有效应力的表达式,并假设岩石微元强度服从Weibull随机分布,构建考虑孔隙水压力的岩石统计损伤本构模型。通过试验曲线和理论曲线的对比发现该模型能较好地反映岩石在应力渗流耦合作用下应力–应变过程,表明所建模型的合理性。在此基础上,探讨孔隙水压力和模型参数、损伤特性的关系规律,对应力渗流耦合作用下岩石工程的安全性分析有较好的参考价值。

关键词：岩石力学孔隙水压力统计损伤有效应力原理损伤演化

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考虑围压效应和强度脆性跌落的岩石全应力-应变曲线统计损伤模拟方法

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岩土工程学报 2022年第5期44卷 936-944页

作者：张超曹文贵赵衡贺敏湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082 湖南工业大学土木工程学院湖南株洲412007

为了建立能够较准确地描述岩石全应力-应变曲线的统计损伤模拟方法,针对目前统计损伤本构模型在模拟围压效应和强度脆性跌落方面存在的严重缺陷,首先,基于三轴压缩条件下脆性岩石基本变形特征,将岩石视为由软物质和硬物质两种细观化材... 详细信息

为了建立能够较准确地描述岩石全应力-应变曲线的统计损伤模拟方法,针对目前统计损伤本构模型在模拟围压效应和强度脆性跌落方面存在的严重缺陷,首先,基于三轴压缩条件下脆性岩石基本变形特征,将岩石视为由软物质和硬物质两种细观化材料串联组成,建立宏细观物质变形分析模型;然后,基于瞬时应变分析方法和统计损伤理论,分别提出软物质和硬物质的变形分析方法,从而建立能够考虑围压效应和强度脆性跌落的岩石全应力-应变曲线统计损伤本构模型,给出参数的确定方法;最后,通过模型验证与分析,模型不但能够描述岩石初始宏观变形特征与围压之间的关系,也能够消除岩石轴向峰后理论变形曲线存在的随机性,从而能够较准确地模拟出岩石全应力-应变曲线,表明方法具有一定的合理性和可行性。

关键词：脆性岩石统计损伤围压效应强度脆性跌落全应力-应变曲线

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基于统计损伤理论的饱和细粒砂岩本构模型研究

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材料导报 2019年第22期33卷 3727-3731,3751页

作者：王林峰曾韬睿翁其能重庆交通大学山区公路水运交通地质减灾重庆市高校市级重点实验室

为了更好地揭示饱和细粒砂岩在不同孔隙水压力作用下的损伤本构关系,基于损伤力学/概率统计方法和有效应力原理,采用MC强度准则假定微元强度服从对数正态分布,建立了基于统计损伤理论的饱和细粒砂岩本构模型,修正了统计损伤模型参数 F0... 详细信息

为了更好地揭示饱和细粒砂岩在不同孔隙水压力作用下的损伤本构关系,基于损伤力学/概率统计方法和有效应力原理,采用MC强度准则假定微元强度服从对数正态分布,建立了基于统计损伤理论的饱和细粒砂岩本构模型,修正了统计损伤模型参数 F0、 S0与孔隙水压力之间的关系表达式,建立了能够更加客观地反映饱和细粒砂岩损伤状态的本构模型。理论与试验对比研究表明所建立的模型具有一定的可靠性,在此基础上,研究了统计损伤模型参数 F0、 S0对饱和细粒砂岩物理特征的影响,探讨了饱和细粒砂岩在不同围压、不同孔隙水压力下的损伤演化规律,为实际工程案例中饱和细粒砂岩的损伤变化提供了参考。

关键词：统计损伤孔隙水压力细粒砂岩本构模型

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水泥乳化沥青砂浆统计损伤本构模型

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西南交通大学学报 2014年第1期49卷 111-118页

作者：傅强谢友均郑克仁曾晓辉中南大学土木工程学院湖南长沙410075 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为研究水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)在不同应变率下的本构关系,采用统计损伤力学的方法,建立了CA砂浆的应变率效应统计损伤本构模型,并探讨了CA砂浆的损伤特性随应变率的变化规律.结果表明:本构模型的拟合结果与试验结果的相关系数均在0.97... 详细信息

为研究水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)在不同应变率下的本构关系,采用统计损伤力学的方法,建立了CA砂浆的应变率效应统计损伤本构模型,并探讨了CA砂浆的损伤特性随应变率的变化规律.结果表明:本构模型的拟合结果与试验结果的相关系数均在0.978 1以上,且该模型能够有效体现CA砂浆的韧性随应变率增大向脆性的转化;应变率越大,CA砂浆峰值损伤率前的损伤率越小,峰值损伤率后的损伤率越大.

关键词：水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆) 统计损伤应变率本构模型损伤率

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