国家教育部博士点基金(20101103110011)
- 作品数：8 被引量：76H指数：5
- 相关作者：路德春杜修力侯世伟程星磊张佩更多>>
- 相关机构：北京工业大学北京大学中国科学院数学与系统科学研究院更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 基于数字图像测量技术的砂土剪切带分析被引量：3
- 2012年
- 在进行土工试验时,土样端部摩擦效应和初始缺陷都可以引起试样的不均匀变形,进而形成宏观的剪切带。基于数字图像测量技术改进了GDS多功能三轴仪,进行砂土的固结排水三轴试验,获得了试样在不同时刻的应变等值线云图和局部应力-应变全曲线,研究了试样端部的摩擦效应。结果表明,端部摩擦显著地影响试样的力学特性,对径向应变的影响可达10%。通过在砂土试样中放置粉质黏土块的方法获得了宏观不均匀土样,并测试其剪切带的形成过程。测试结果表明,试样在两种材料的界面处形成不连续刚度,引起变形的不均匀发展,进而形成宏观的剪切带而破坏。
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- 关键词：三轴试验剪切带
- 平面应变条件下土体剪切带的产生条件与形成机理被引量：6
- 2012年
- 基于通用有限元程序ABAQUS,利用修正剑桥模型分析正常固结土在平面应变条件下剪切带的产生条件和形成机理.研究表明,土的应变软化特性不是土体形成剪切带的必要条件;而试样端部摩擦约束与初始缺陷引起试样的不均匀受力,进而产生不均匀变形是剪切带产生的必要条件.提出剪切带形成的物理机制,即不均匀受力或缺陷单元引起土体的不均匀变形,使得某一剪切面上的单元首先达到临界承载能力,变形稍有增加,其他单元的应变能迅速释放,释放的应变能引起的冲击作用导致该截面上单元变形迅速增大、荷载降低,形成连续宏观的剪切带.
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- 关键词：剪切带端部约束应变能
- 平面应变条件下的土拱效应被引量：9
- 2011年
- 采用试探应力反馈算法,编制有限元子程序,将土的应力路径本构模型嵌入ABAQUS,通过对三轴压缩和三轴拉伸试验问题的数值模拟,验证了子程序的精度。基于土的应力路径本构模型,利用二次开发后的ABAQUS对轴对称小直径圆形基坑的开挖过程进行了三维有限元分析,研究了中主应力和小主应力方向的变化过程,以及平面应变条件下由中主应力引起的土压力拱的作用规律。
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- 关键词：拱效应应力路径中主应力本构模型
- 有效应力原理解析被引量：28
- 2013年
- 分析了关于饱和土有效应力原理的一些错误理解,基于土颗粒-水相互作用分析,给出了土体中有效应力的物理含义,是单位截面的土体中土颗粒骨架所传递的有效荷载,其大小等于总应力与孔隙水压力之差。利用土体的力平衡方程,一方面证明了Terzaghi饱和土有效应力原理,并分析了该原理的适用范围;另一方面证明了Bishop非饱和土有效应力原理,解释了参量χ的物理含义,将二原理统一在一个力学框架下,从理论上说明了Terzaghi有效应力原理是Bishop有效应力原理在有效饱和度χ=1时的特例,并分析了Bishop非饱和土有效应力原理的适用范围。研究表明,从荷载条件和土性条件两个角度分析有效应力原理,清晰地解释了有效应力的物理概念,并且提出孔隙水压力影响土体力学特性的机理。
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- 关键词：有效应力原理饱和土非饱和土有效应力孔隙水压力
- 深埋隧道与浅埋隧道划分方法研究被引量：18
- 2013年
- 隧道开挖后,围岩土体中的土压力拱效应显著地影响作用在隧道衬砌结构上的土压力。隧道结构设计时,界限埋深是确定围岩压力的基本参数之一。基于隧道开挖时围岩土体中附加荷载的特点,编制可以合理考虑土的应力路径相关性的弹塑性本构模型子程序,利用二次开发后的有限元分析软件ABAQUS对隧道开挖过程进行了三维有限元模拟。从围岩土体的变形规律和应力重分布两个方面分析了隧道开挖过程中的土压力拱效应,提出了深埋隧道与浅埋隧道的划分方法,即洞顶土体竖向位移达到稳定值时对应的埋深为界限埋深,当有支护结构与围岩土体相互作用时,洞顶上方地表处土体最大沉降对应的埋深作为界限埋深。通过与规范法确定的界限埋深比较,表明提出方法可较好地反映隧道开挖时围岩土体变形的宏观规律,并可考虑多种因素的定量影响。
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- 关键词：应力路径
- 梯度塑性理论的计算方法与应用被引量：4
- 2012年
- 基于有限元自动生成系统(FEPG),开发使用梯度塑性理论的有限元程序,用于解决应变软化后的网格依赖性问题。提出带阻尼因子的u-λ算法,联立求解位移方程和屈服面方程,既可同时解得位移和塑性乘子,又避免了广泛使用的应力返回算法中的应力拉回运算。在D-P准则中引入软化模量和材料内部特征长度,使本构模型能够考虑软化和梯度效应。在软化问题求解上使用阻尼牛顿法,算例结果表明,带阻尼因子的u-λ算法能够计算应变软化问题,以有限元弱形式表达的梯度塑性理论,使用一阶单元就能够得到合理的结果,在一定网格范围能够得到稳定的应力应变曲线。
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- 关键词：梯度塑性理论阻尼牛顿法
- 饱和砂土的渐近状态力学特性试验研究被引量：1
- 2013年
- 利用GDS多功能三轴仪,通过控制土样应变增量比开展了饱和砂土部分排水三轴试验;利用超静孔隙水压力、有效应力路径和应力应变关系三方面的实验结果,研究了饱和砂土的渐近状态特性。研究表明,控制应变增量比为常数进行常规三轴加载时,饱和砂土的有效应力比也趋于某一常数,形成渐近状态,且渐近状态应力比随应变增量比的增大而减小。基于土的剪胀特性给出了渐近状态形成的物理机制,并给出了北京某砂土在部分排水条件下渐近状态应力比的试验结果。
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- 关键词：饱和砂土渐近状态
- 部分排水条件下饱和砂土的力学特性研究被引量：8
- 2012年
- 利用英国GDS公司的STDTTS标准应力路径三轴仪开展了饱和砂土的部分排水试验,从超静孔隙水压力、有效应力路径与渐近状态特性等方面研究了部分排水条件下饱和砂土的力学特性。将渐近状态方程与剪胀方程耦合,并引入描述排水程度的状态参量,提出了相变应力比方程,将方程引入到土的应力路径本构模型,建立了饱和砂土的渐近状态本构模型。通过部分排水条件下饱和砂土的三轴试验结果,验证了所建模型的合理性。研究结果表明:排水条件控制着土体剪胀特性的发挥程度,进而从两个方面影响土的力学特性,一是荷载条件,即影响土体的有效应力路径,以及加载模式;二是土性条件,即影响土的抗剪强度的发挥程度,形成渐近状态。
- 路德春程星磊杜修力
- 关键词：饱和砂土本构模型渐近状态
