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应用光纤传感技术测量模型相似材料内部应变,必须解决光纤与相似材料耦合的问题。传统的研究中普遍存在应变传递理论分析结果无法通过试验检验的问题。设计实现了一种基于光纤-胶体-相似材料3层应变传递结构的光纤Bragg光栅（FBG）相似材料一维传感器。通过对该传感器应变传递特性和标定方法的研究探索解决光纤与相似材料耦合性的问题。该传感器采用无涂覆层的光纤Bragg光栅作为传感元件,将光纤埋入相似材料应变试件内部直接测量轴向中心应变。通过应变传递理论分析、数值模拟以及全新设计的标定试验研究3种方法研究了该相似材料光栅传感器的应变传递特性。平均应变传递率结果显示3种方法所得到的数值非常接近,表明该传感器的光纤、胶体、相似材料具有良好的耦合性以及应变测量的准确性。该方法为解决模型相似材料内部三维应变测量提供了可行方案。 相似文献
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应变软化模拟与圆形隧道衬砌分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在岩土工程中,有许多类岩体呈现应变软化特性。在应变软化过程中,如果多个材料强度参数分析发生变化,就很难给出软化问题的解析解。已有的文献研究表明,在经典的弹塑性理论框架下,模拟岩土介质的应变软化过程依然值得深入研究。利用应变软化材料强度参数随塑性应变增加而弱化的特点,提出了将应变软化过程简化为一系列的脆性应力跌落与塑性流动过程的思想,应变软化行为的模拟转化为一系列脆塑性过程的分析。将这种模拟应变软化过程的思想方法用于求解均匀初始应力场中应变软化介质内的圆形隧道开挖问题,研究了衬砌对减少岩土开挖扰动的作用以及考虑应变软化对衬砌内力的影响。数值结果表明,对于应变软化岩土材料,忽略其强度软化的行为是偏于危险的。 相似文献
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《岩土力学》2017,(8)
岩土材料广泛存在于自然界中,在重力沉积作用下表现出明显的横观各向同性。为了更好地研究横观各向同性材料的破坏机制,基于Christensen提出的破坏准则应与弹性应变能函数相协调的思想,推导了横观各向同性材料的弹性应变能,通过应变能的分解和整理,分析了应变能中各项所表示的物理意义,确定了级数展开的基,从而使得应变能函数和材料破坏准则在形式上具有一致性,最终提出了一个适用于脆性横观各向同性材料的破坏准则。该准则由5项能够与弹性应变能相协调的部分组成,仅包含5个独立且物理力学意义清晰的参数。基于常规试验给出了5个独立参数的确定方案。通过与Tsai-Wu准则及已发表的多组试验数据的对比,验证了准则的正确性。 相似文献
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基于应力理论,设计了一种能测量土中三维应力状态的三维土压力盒,由一个开槽的十二面体基座和6个常规土压力盒组成。根据任一方向上正应力与常规应力表示方法6个分量之间的关系,建立了三维土压力盒测试数据与常规应力表示方法之间的转换矩阵,给出了由测试数据到常规应力状态的计算方法,并进行了误差分析。考虑基座加工便利性和测试过程的便利性要求,着重阐述了等菱形十二面体三维土压力盒的工作原理、制作过程、测试方法和数据处理等关键环节。对某不饱和重塑土进行了一维压缩,并用测试装置测量了土中6个方向的正应力,推演出了对应的常规应力表达值。结果表明,常规应力表示方法中的两个水平应力基本相等且小于竖向应力,同时水平面和两个竖直面上的剪应力很小,与一维压缩的力学特点吻合,测试装置的设计合理。 相似文献
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Mohr—Coulomb屈服准则不考虑中间主应力对材料强度的贡献,是一个保守的强度屈服准则,在近似平面应变状态下,匹配于Mohr-Coulomb屈服准则的Drucker-Prager屈服准则能给出边坡安全系数偏保守一些的估计;相对而言,Matsuoka—Nakai和Lade-Duncan屈服准则均考虑了中间主应力对土体强度的影响,在近似平面应变状态下,匹配于Matsuoka-Nakai和Lade-Duncan屈服准则的Drucker-Prager屈服准则能给出岩土类材料较为合理的破坏强度预测,土体的抗剪强度能被更有效地发挥出来,因而借助这些转化的Drucker-Prager屈服准则能给出平面应变状态下土坡安全系数较为合理和真实的预测。文中的边坡稳定算例证实了这些观点。 相似文献
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岩土材料,即,土、冻土、岩石以及混凝土具有明显的徐变和应力松弛现象。通过徐变试验可容易确定徐变柔量;而应力松弛试验难度很大,故难以通过试验确定其松弛模量,以致岩土材料的松弛模量一直没有合适方法来确定。作者直接根据岩土材料的徐变柔量,通过解析计算给出了其松弛模量的显式算式,并且给出了三个解析算例。 相似文献
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模拟土体本构特性的热力学方法 总被引：4，自引：1，他引：3
简要介绍了建立岩土材料弹塑性本构模型的热力学方法。它不仅具有紧凑的数学结构,而且自动满足热力学定律,仅从两个热力学势函数,即自由能函数与耗散增量函数出发,就足以导出弹塑性理论必须的屈服条件,流动法则,硬化定律和弹性定律。通过理论证明指出,只要耗散增量函数依赖于当前应力,流动法则必然是非关联的,岩土材料的摩擦特性与非关联流动法则密不可分。介绍该方法在三维模型,岩土材料的微细观力学特性,应力应变的均匀化以及剪胀和各向异性方面应用的主要研究进展,并对一些重要的概念,诸如“储存的塑性功”,“Reynolds-Taylor状态”等,进行分析与解释。最后给出近期需进一步深入研究的几点建议。 相似文献
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《Geomechanics and Geoengineering》2013,8(2):99-108
This paper presents the results of laboratory shaking table tests performed to study the dynamic behavior of reinforced steep slopes. The surface displacements, settlement of the crest and acceleration responses along with strain behavior of the facing wall are examined during the tests. Two 18-cm high steep slopes with slope angles of 60° and 70° are considered. Each slope is reinforced with nine number of hollow aluminum nails placed in three rows. Each nail is glued with three strain gauges to measure the tensile force developed in the nails. Four strain gauges are fixed at the center of the facing wall to measure the development of strains during shaking. The acceleration responses at the base and crest of the model slopes are monitored during the test durations. The numerical simulation of the model tests is performed by a commercial program called FLAC. The numerical results are found to be reasonable close to the corresponding experimental results. 相似文献
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滑坡灾害是浅埋输油气管道的主要风险源之一,监测预警是管道滑坡风险控制的重要手段。管道滑坡灾害的监测预警需要滑坡体和管道的联合监测,注重管体轴向应变监测。为获得管道轴向应变的准确值,每截面至少需要布置3个应变计。推导了已知截面上3点、9点、12点钟位置应力时,管体监测截面上任意点应力的计算方法;探讨了基于材料强度破坏的管道预警阈值的确定方法。汶川地震期间,在兰成渝成品油管道羊木山滑坡获得了成功应用,为管道滑坡灾害监测预警的推广提供了借鉴。 相似文献
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David J. Sanderson 《Mathematical Geology》1977,9(5):483-496
Arrays or rosettes of lines along which the extension or relative extension can be determined constitute finite strain gauge rosettes. Expressions for the principal strains and their orientation in terms of three nonparallel gauge extensions can be established in a suitable form for algebraic evaluation, thus replacing graphical methods based on Mohr construction. Three types of strain rosette problems, including one which utilizes angles, are particularly relevant to the study of deformed rocks. These, together with their relation to grid methods, are discussed and simple examples of their use given. Finally, an approach to the problem of finding best-fitting solutions to overdetermined regular strain rosettes is discussed. 相似文献
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土工膜应变计的研制及其应用(Ⅱ):应用 总被引：1，自引：0，他引：1
将研制的土工膜应变计应用于三峡工程二期上游围堰现场，以监测防渗土工膜在工程中产生的实际应变，并获得了满意的大应变监测成果。埋设于上游围堰不同高程的18支土工膜应变计，在较长时段内，不仅全部观测到防渗土工膜在施工阶段围堰填土碾压产生的应变规律，如0＋500断面的10支土工膜应变计均测得11％～19％的大应变值，而且大部份应变计一直工作到极限量程才损坏。其中除了0＋500断面因施工加载速率过快而导致防渗土工膜较早产生较大的变形，使得10支应变计在埋设后的施工填土3个多月内即陆续超量程损坏之外，其余的土工膜应变计工作寿命长达3年多。埋设于0＋500子堰和0＋930断面的土工膜应变计，在2000年和2001年夏季汛期中及汛期后，有些监测点的应变陡增到16％～20％之间，据此可以推测，此时该测点处的堰体产生了较大的变形。防渗土工膜的应变监测结果不仅与围堰构筑时的加载速率相关，并与围堰拆除时所发现的变形情况相吻合。 相似文献
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将研制的土工膜应变计应用于三峡工程二期上游围堰现场,以监测防渗土工膜在工程中产生的实际应变,并获得了满意的大应变监测成果。埋设于上游围堰不同高程的18支土工膜应变计,在较长时段内,不仅全部观测到防渗土工膜在施工阶段围堰填土碾压产生的应变规律,如0 500断面的10支土工膜应变计均测得11%～19%的大应变值,而且大部份应变计一直工作到极限量程才损坏。其中除了0 500断面因施工加载速率过快而导致防渗土工膜较早产生较大的变形,使得10支应变计在埋设后的施工填土3个多月内即陆续超量程损坏之外,其余的土工膜应变计工作寿命长达3年多。埋设于0 500子堰和0 930断面的土工膜应变计,在2000年和2001年夏季汛期中及汛期后,有些监测点的应变陡增到16%～20%之间,据此可以推测,此时该测点处的堰体产生了较大的变形。防渗土工膜的应变监测结果不仅与围堰构筑时的加载速率相关,并与围堰拆除时所发现的变形情况相吻合。 相似文献
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土石坝所处的应力状态较接近平面应变应力状态或三维应力状态，而常规三轴试验低估了粗粒料的力学性能。应用大型真三轴仪对常规三轴应力状态、平面应变应力状态和真三轴应力状态（ 0.25， 为中主应力系数， 、 、 分别为大、中、小主应力）下粗粒料的力学特性进行了压缩试验研究。试验结果表明：相同小主应力下，常规三轴试验、平面应变试验、真三轴试验的大、小主应力之差与大主应力方向应变的关系曲线依次变高变陡。某一试验加载条件下，体应变随球应力的增大而增大，初始剪切阶段增加较慢，随后呈线性增大，不同小主应力的体应变曲线较为接近。平面应变试验强度和真三轴试验强度比常规三轴试验强度有较大增长，真三轴试验强度增加百分比大于平面应变试验强度增加百分比。初始弹性模量随小主应力的增大呈线性增大。平面应变状态下中主应力系数随大主应力方向应变的增大而增大，初始剪切阶段增长较缓，之后近似呈线性增大。相同小主应力下，从常规三轴应力状态至平面应变应力状态再到真三轴应力状态，小主应力方向应变均为膨胀变形，且膨胀变形依次增大。同一试验加载条件下，小主应力较小时，应力比（偏应力与球应力之比）与偏应变的关系曲线位于上方。 相似文献
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本文采用褶皱等倾线法，砾石三维应变和S－C夹角等应变测量方法，对富蕴地区阿尔泰造山带一个50km的剖面进行了系统的有限应变测算，得出其顺层缩短和剪应变剖面图，测量结果表明，该剖面褶皱压扁的顺层缩短最高达78％，断层处的剪应变（γ）最大可达8左右，三维应变分析和Finn图解表明该区应变主要为平面应变，断层活动为简单剪切，利用分段积分和正态曲线恢复方法对剖面的缩短和剪切进行应变恢复，结果表明该剖面由原宽为267.2km的原始剖面经缩短和剪切而形成。 相似文献