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1.
在季冻区高等级公路路基场地取土,制成重塑土试件进行冻融循环试验。而后对经历不同冻融循环次数的土体进行三轴固结排水（CD）剪切试验,测得应力、应变数据。在大量试验数据的基础上,遵循岩土本构变化规律,以岩土弹塑性力学为理论基础,在p-q空间,以椭圆方程拟合体变屈服面,以抛物线方程拟合剪切屈服面,采用塑性关联流动,得到考虑冻融循环条件下融土的弹塑性本构方程。通过编程计算后,对比计算与试验结果,证明该双屈服面本构模型能够较为准确地预估冻融循环土体的应力-应变关系,该本构模型对季冻区路基土体长期稳定性分析和工程预测具有重要参考意义。 相似文献
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天然土体的初始各向异性通常可对其后继循环特性产生显著影响。现有考虑循环载荷作用的土体弹塑性模型,往往采用类似修正剑桥模型的椭圆形屈服面,已有研究表明,该椭圆形屈服面因其拉伸弹性区域偏大,针对天然K0固结状态的土体,其计算精度较差。基于新近提出的广义各向同性硬化准则,在边界面方程中引入初始各向异性张量,并采用空间滑动面破坏准则（SMP）的变换应力法,建立了能考虑饱和黏土初始各向异性的循环边界面塑性模型。分别针对等压和偏压固结的饱和黏土静、动三轴试验进行模拟,结果表明,该模型能合理反映土体的初始各向异性及其后继循环动力特性。 相似文献
3.
长期重复荷载作用下土体与邻近桩基相互作用研究 总被引：1，自引：0，他引：1
在前人研究的基础上,基于临界状态土力学理论,在Carter模型中引入临界重复应力的概念形成改进Carter模型;该模型概念明确、参数简单,可以合理地反映重复加卸载作用下土体主要特性。利用改进Carter模型,编制平面应变有限元程序,对长期重复加卸载作用下土体与临近桩基相互作用进行系统分析,探讨了长期重复加卸载作用下有桩和无桩时土体沉降和侧移的变化规律,并讨论了软土屈服面衰减系数、临界重复应力水平、临近桩基刚度等变化时桩土相互作用性状的变化,得出一些有益的结论。 相似文献
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基于次加载面理论改进的ALPHA模型及其数值实施 总被引：1，自引：0，他引：1
基于次加载面理论对ALPHA模型进行了改进,并在模型中考虑了土体初始各向异性;提出了与模型相适应的半隐式本构积分算法,据此在通用有限元软件ABAQUS平台上开发了相应的用户材料子程序;利用建立的计算程序,对不同排水条件的三轴试验进行了数值模拟。与已有研究成果对比表明,提出的半隐式本构积分算法,可较好地实现复杂本构模型的数值实施。改进的本构模型克服了修正剑桥模型预测的超固结土峰值强度过高、初始屈服面内假定为弹性变形等缺点,能够较好地描述土体初始屈服面内的的非线性和不可恢复性变形特征;通过变化模型参数,可模拟变形特性较为复杂的土体。 相似文献
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软粘土的各向异性和小应变条件下的本构模型(ASM) 总被引：12，自引：5，他引：7
以能量方程为基础推导出各向异性和小应变条件下弹塑性的本构方程,并将屈服面与修正桥模型和试验测得的屈服面进行了对比,表明新的屈服面比修正剑桥模型更接近试验结果,采用从初始应力到状态边界面的距离为参数的系数来修正硬化准则以模拟土体小应谱条件下的应力－应变特征。将新的本构模型编入有限元程序,对小应变试验进行了计算分析,计算结果表明,新的模型比修正剑桥模型能更好地反映土体的主要力学特性。 相似文献
7.
为了较好地描述软土塑性应变发展规律，提出了一种改进的塑性流动模型。该模型采用了与屈服函数形式相同，但具有一定倾角 的塑性势函数。土体在变形过程中，塑性流动方向会依赖于塑性势面的旋转而变化，直至达到破坏状态。通过对常规三轴试验结果的分析可以发现：在剪切过程中，塑性势面旋转角的初值 与终值 较为稳定，不受围压变化影响。在此试验观察基础上，引入了归一化的旋转角参数 以及描述土体应力状态的参数 ，在采用蛋形势函数的情况下二者具有良好的分段线性关系。利用该关系，建立了改进的塑性流动法则，只需要2个额外的模型参数。对所提出的塑性流动模型进行了验证，计算结果表明该模型能较好地反映塑性应变的变化趋势。 相似文献
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在对人工制备结构性土样等应力比压缩试验结果分析基础上,确定出结构性土体初始屈服面形状和土体初始屈服后塑性应变增量的方向,推导出结构性土体屈服函数的表达式;硬化参数采用塑性功的函数,根据三轴排水剪切试验结果确定出土体的硬化规律。由此构建能反映土体结构性的弹塑性硬化本构模型,并用试验进行了验证。本文提出一种基于试验的建模方法,不依赖经典塑性力学理论的正交流动规则,并建立可考虑土体结构性影响的本构模型,对土体结构性研究具有借鉴意义。 相似文献
10.
考虑颗粒破碎引起级配演变的粗粒料屈服函数研究 总被引：1，自引：0，他引：1
级配作为粗粒料的重要物理特性,显著影响着粗粒料本身的力学性质。准确预测土体在加载过程中的级配演变,是有效分析土体结构全寿命周期强度和变形特性的基础。引入Einav的分形破碎理论,认为土体在加载过程中的颗粒破碎耗能增量正比于颗粒分形破碎率增量,结合考虑颗粒破碎的能量平衡方程,选取已有文献中的试验数据,对粗粒料加载过程中的级配演变进行了研究,提出了一种预测试样加载过程中级配演变的方法。在此基础上,建立了一个可以反映粗粒料级配演变的屈服函数,对该屈服面函数进行了初步探讨。每一个屈服面对应土体的一个级配演化曲线;屈服面是土体剪切应变的等值面,屈服面的轨迹和剪应变大小密切相关。 相似文献
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Summary This paper is intended to describe the SHELVIP (Stress Hardening ELastic VIscous Plastic) model, a new viscoplastic constitutive
law which has been developed to incorporate the most important features of behaviour observed in tunnels excavated in severe
to very severe squeezing conditions. This model couples the elastoplastic and time-dependent behaviour by using a plastic
yield surface, as frequently adopted in tunnel design analysis, and the definition of a state of overstress referred to a
viscoplastic yield surface. The model is formulated in all its detailed aspects. The related analytical closed-form solution
for representing triaxial creep deformations is developed. Also developed is an incremental numerical solution for describing
the triaxial stress–strain behaviour under constant strain rate conditions. The model is shown to fit very satisfactorily
the results of creep tests on clay shales and relaxation tests on coal specimens, as recently performed for design analysis
of tunnels in squeezing conditions.
Correspondence: D. Debernardi, Department of Structural and Geotechnical Engineering, Politecnico di Torino, Torino, Italy 相似文献
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土的三重屈服面应力应变模型在国内有一定的影响力,它把土的塑性应变分成3部分,每一部分对应一个屈服面,分别为压缩屈服面、剪切屈服面和剪胀屈服面,从而在一定程度上反应了土的基本特性。但它在由三轴压缩应力状态向其它应力状态转化时,塑性系数需要重新确定,比较繁琐。而SMP准则能合理反映土的破坏特性,在国际上有一定的影响力。借用应力变换三维化方法,通过把土的三重屈服面应力应变模型和SMP准则相结合,使得原有的模型在不做任何假设的条件下,采用统一的塑性系数,由三轴压缩应力状态简单地转化到一般应力状态,并且能够考虑应变的分叉特性,能合理地预测已有的试验数据。 相似文献
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统一弹塑性本构模型在ABAQUS中的开发与应用 总被引：1，自引：1，他引：0
基于统一弹塑性本构模型的有限元理论格式,根据ABAQUS的UMAT格式要求,编制相应的接口程序,将统一弹塑性本构模型引入ABAQUS中。采用退化的统一强度模型（ 时,为Mohr-Coulomb模型）与ABAQUS自带的Mohr-Coulomb模型,对单轴试验和圆形硐室进行弹塑性分析,验证所开发材料子程序的正确性及高效性。考虑到统一强度模型的一般情况（ ）和屈服面硬化条件,对圆形硐室进行弹塑性计算,得到应力场的变化规律。所提出的研究思路具有普遍性,为采用ABAQUS平台进行本构模型的二次开发提供了借鉴和参考。 相似文献
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相对于其他临界状态模型,基于热力学的临界状态（TCS）模型不需要引入塑性势假设,能够自动满足热力学定律。通过对TCS的修正,使其能够模拟初始K0固结的影响,利用了返回映射算法进行了TCS模型的ABAQUS本构二次开发,通过与ABAQUS内嵌的修正剑桥模型（MCC）计算结果的对比,证实了该程序的可靠性。对模型中的2个控制屈服面形状的参数进行了讨论,分析了它们对应力-应变关系与剪胀关系的影响,修改TCS模型参数可以实现非椭圆的屈服面,进而拓展了模型的适用范围,不同的参数对于屈服面形状和大小的影响也有所不同。同时还比较了采用考虑K0固结及旋转硬化的TCS模型与不考虑K0固结及旋转硬化的MCC模型所得到的应力-应变关系与剪胀关系的差异。对于真实土体,K0固结及旋转硬化是土体的基本力学特性。最后证明了TCS模型较MCC模型（模型中没有考虑旋转硬化与K0固结对硬化规律的影响）可以很好地模拟该特性,所以更加有效。 相似文献
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由于天然沉积的黄土具有显著地结构性,在湿度及荷载变化条件下,其宏观力学特性发生显著的变化。为了分析增湿和加载条件下黄土的结构性损伤演化特性及应力-应变关系的变化特性,引入上、下加载面的概念,在原有超固结及结构性参数的基础上,考虑了含水率变化的影响,定义了新的初始超固结及结构性参数;运用上、下加载面概念,通过引入构度及黄土结构屈服强度,推导了结构性黄土的一般应力-应变关系,并进行了参数的影响变化分析;最后,通过不同含水率条件下的黄土压缩及三轴试验数据与模型预测数据的对比分析,验证了模型的合理性。 相似文献
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A new constitutive model for soft structured clays is developed based on an existing model called S‐CLAY1S, which is a Cam clay type model that accounts for anisotropy and destructuration. The new model (E‐SCLAY1S) uses the framework of logarithmic contractancy to introduce a new parameter that controls the shape of the yield surface as well as the plastic potential (as an assumed associated flow rule is applied). This new parameter can be used to fit the coefficient of earth pressure at rest, the undrained shear strength or the stiffness under shearing stress paths predicted by the model. The improvement to previous constitutive models that account for soil fabric and bonding is formulated within the contractancy framework such that the model predicts the uniqueness of the critical state line and its slope is independent of the contractancy parameter. Good agreement has been found between the model predictions and published laboratory results for triaxial compression tests. An important finding is that the contractancy parameter, and consequently the shape of the yield surface, seems to change with the degree of anisotropy; however, further study is required to investigate this response. From published data, the yield surface for isotropically consolidated clays seems ‘bullet’ or ‘almond’ shaped, similar to that of the Cam clay model; while for anisotropically consolidated clays, the yield surface is more elliptical, like a rotated and distorted modified Cam clay yield surface. © 2015 The Authors. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics published by John Wiley & Sons Ltd. 相似文献
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Tropical cyclone wind field forcing for surge models: critical issues and sensitivities 总被引：1，自引：1，他引：0
Several wind fields developed for Hurricane Katrina (2005) in the US Gulf of Mexico (GOM) are applied with the ADCIRC hydrodynamic
model to explore the sensitivity of predictions of coastal surges to wind fields developed by alternative methods. The alternative
model predictions are evaluated against water level measurements provided by gages at two coastal locations. It is found that
all the post-event analyzed wind fields yield a range of predictions of only ±10% of the available peak surge measurements
regardless of whether the wind fields are produced by dynamical boundary layer models, kinematic analysis methods or a blend.
However, the richness of meteorological forcing data in the GOM is not typically matched in other basins affected by tropical
cyclones and errors may be much larger where storm intensity and size parameters are estimated mainly from satellite data.
The attributes and remaining critical deficiencies of current methods for surface wind specification in both data-rich and
data-poor environments are reviewed. 相似文献
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堆石料的应力-应变曲线具有应变硬化和软化的特性,并且体积变形会伴随着剪缩和剪胀现象的发生;此外,应力水平、应力路径和密度等因素均会对堆石料的力学特性产生显著的影响。基于临界状态土力学的理论框架,建立了适用于堆石料的分数阶下加载面模型,该模型为典型的双屈服模型。在平均主应力p-剪应力q平面,剪切过程中堆石料当前应力状态点和参考应力点分别位于下加载面和参考屈服面上,两者之间的相对位置与孔隙比之差ρ相关。相比于状态参量Ψ,ρ能够额外考虑应力路径对堆石料剪胀特性的影响。新模型的另一个显著特点在于能够考虑堆石料塑性流动方向与加载方向之间的差异性。在不引入塑性势函数的情况下,新模型对屈服函数进行Caputo微分并得到分数阶塑性流动法则,进而统一描述相关联和非相关联的塑性流动法则。新模型具有形式简单且参数较少等优点,所包含的7个材料参数均具有明确的物理意义,并且可以采用常规的室内试验结果进行标定。通过将模型计算结果与Tacheng堆石料在不同初始孔隙比和围压条件下的三轴压缩排水试验结果进行对比分析,结果表明新模型能够准确地描述堆石料的应力-应变曲线和体积变形特点;同时,新模型也能够合理地描述初始孔隙比对堆石料在e-lnp平面(e为孔隙比)临界状态线的影响。 相似文献