基于光滑粒子流体动力学的流动法则对土体滑坡大变形的影响探讨     

唐宇峰  施富强  廖学燕  周帅 《岩土力学》2018,39(4):1509-1516

光滑粒子流体动力学（SPH）是近年来发展起来的一种纯拉格朗日无网格法,并因其在大变形领域内的优势而受到广泛关注。在进行滑坡大变形分析时,流动法则及剪胀角的选取对于边坡失稳后的运动特性有重要的影响。采用Fortran自行编写了基于SPH的边坡稳定性及失稳后大变形分析程序,然后通过2个经典的算例,讨论了不同流动法则及剪胀角的选取对滑坡大变形分析精度的影响。结果表明：（1）剪胀角的选取对土体失稳后的滑动距离有显著影响,随着剪胀角的增大,土体的滑动速度与距离呈明显增大趋势;（2）在关联性流动法则及非关联性流动法则? =1/2? （? 为剪胀角,? 为摩擦角）条件下,土体在大变形过程中会产生过度膨胀,且运动速度与距离要大于实际情况,而采用关联性流动法? =0时,对于非膨胀土可以得到比较令人满意的结果,但对于膨胀土体会使得运动速度和运动距离过小,不符合实际情况。建议在计算膨胀土大变形时,采用非关联性流动法则且适当考虑膨胀性（? =(0.1～0.2)? ）,可以得到较好的结果。  相似文献   

不同加载方向条件下堆石料剪胀特性试验研究     

孔宪京  朱发勇  刘京茂  邹德高  宁凡伟 《岩土力学》2018,39(11):3915-3920

剪胀方程描述的是塑性应变增量比例大小的变化规律,是构建弹塑性模型的重要组成部分。然而目前堆石料的剪胀方程大都是根据等围压 路径得到的,这些剪胀方程是否能反映不同应力路径条件下堆石料的剪胀规律还尚不明了。开展了等围压 、等轴向力 、等平均主应力p、等主应力比 共4种应力路径下的堆石料大型三轴试验,研究了应力路径对堆石料剪胀规律的影响。试验表明：不同路径的剪胀比 和应力比 均呈近似线性关系,但剪胀比与应力比不存在一致的关系,表现出明显的应力路径相关性;在 - 空间中,剪胀线随着应力增量方向的变化会发生平移和转动,其斜率 和截距参数 均随 ( )的增大而增大;目前的剪胀理论不能较好地描述剪胀的应力路径相关性,提出了一个考虑应力增量方向影响的修正剪胀方程并对其进行了试验验证。  相似文献   

岩体结构面新型本构模型研究     

徐磊  任青文 《岩土力学》2011,32(Z1):217-224

对于涉及需要单独考虑岩体结构面的工程岩体结构分析,采用能反映岩体结构面主要力学特性的合理的本构模型是取得合理解答的关键问题之一。针对在经典连续介质力学理论框架内建立岩体结构面本构模型的缺点,基于岩体结构面的实际受力变形特性,采用直接法建立了一种新型岩体结构面本构模型。所建立的模型依据岩体结构面切向应力变形曲线及剪胀曲线的实际特征,将其分为峰前线性段、峰前非线性段以及峰后软化段,并分别给出了用于描述岩体结构面变形和强度等主要力学特性的数学模型,进而推导建立了结构面各变形阶段的增量型本构模型。最后,编写相关计算程序,采用所建立的新型本构模型以及被广泛采用的Plesha模型对经典的岩体结构面直剪试验成果进行拟合分析。结果表明,所建立的新型本构模型能更为合理的描述岩体结构面的主要力学特性,且模拟能力优于Plesha模型  相似文献   

深埋圆形隧道弹塑性位移统一解及其比较分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

曾开华  鞠海燕  张常光 《岩土力学》2011,32(5):1315-1319

基于统一强度理论和非关联线性流动法则,考虑塑性区的真实弹性应变,推导了深埋圆形隧道弹塑性位移统一解。位移统一解合理地考虑了中间主应力效应和围岩剪胀特性的影响,具有广泛的理论意义。经与文献简化位移解析解比较分析知,围岩塑性区的弹性应变对隧道位移影响显著,简化解析解所得结果偏小,简化解析解和文中统一解之间的差异与中间主应力效应和围岩剪胀特性密切相关;考虑中间主应力的影响,能更加充分发挥围岩的强度潜能;隧道支护设计应考虑围岩剪胀特性的重要影响  相似文献   

基于热力学的临界状态模型的返回映射算法及实现     

孙翔  郭晓霞  邵龙潭 《岩土力学》2015,36(Z1):85-93

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   

堆石料的剪胀特性与广义塑性本构模型     

王占军  陈生水  傅中志 《岩土力学》2015,36(7):1931-1938

以三轴试验成果为基础,考虑颗粒破碎引起堆石料剪胀比与应力比之间的非线性关系,提出了能够反映堆石料低围压剪胀、高围压剪缩特性的剪胀方程。在广义塑性理论框架内构造堆石料的塑性流动方向向量和加载方向向量,引入依赖于密实度与平均应力的压缩参数,构造随平均应力、剪应力比和密实度变化的塑性模量,建立了一个考虑颗粒破碎的堆石料弹塑性本构模型。阐述了该模型10个参数的确定方法,并通过模拟不同围压和不同应力路径下堆石料的三轴压缩试验资料验证了模型与参数的合理性。  相似文献   

不同应力路径下剪切带的数值模拟   总被引：4，自引：1，他引：3  

孙德安  甄文战 《岩土力学》2010,31(7):2253-2258

采用回映应力更新算法,编写了基于伏斯列夫面的超固结黏土本构关系模型子程序,嵌入非线性有限元软件ABAQUS。通过对单元试验进行三轴压缩、三轴伸长及平面应变等问题的模型预测,再现了超固结黏土在不同初始超固结比和应力路径时的变形和强度特性,从而验证了子程序的正确性。借助该本构模型,对三轴压缩、三轴伸长及平面应变应力路径下超固结黏土体变形局部化问题,进行了三维数值模拟。分析结果表明：超固结黏土在三轴压缩及伸长状态时,土体变形局部化在应力-应变关系软化时出现,而平面应变状态时,在应力-应变关系硬化阶段出现,其超固结黏土的剪胀特性在剪切带的形成过程中起重要作用。  相似文献   

基于剪胀效应的桩底嵌岩锚杆荷载传递分析法   总被引：2，自引：0，他引：2  

赵明华  龙照  邹新军 《岩土力学》2008,29(7):1938-1942

针对基桩竖向承载力自锚法测试体系中桩底嵌岩锚杆的受力特点,基于锚固体-岩石作用的剪胀机制,建立了适合于桩底嵌岩锚杆的荷载传递函数,并由此推导出锚杆临界锚固长度的解析解。然后,基于该解答探讨了桩底嵌岩锚杆锚固段摩阻力沿锚固长度的分布规律及其影响,并提出可近似考虑各因素综合影响效果的? 值。工程算例对比分析结果表明,其计算结果与实测值吻合较好。  相似文献   

A note on the stress-dilatancy relation for simulated fault gouge     

Chris Marone 《Pure and Applied Geophysics》1991,137(4):409-419

Theoretical constraints on the stress-dilation relation for a deforming Coulomb material requirev ifC=0 andv sin^-1( _m / _m ) always, wherev is the dilation angle, is the friction angle,C is cohesion, _m is the maximum shear stress, and _m is the mean effective stress. Recent laboratory measurements of friction and dilatancy of simulated fault gouge show that small amplitude shear-load cycling causes compaction and consolidation. Comparison of the data with theory indicates that such load cycling produces: (1) increased coefficient of friction (or friction angle), (2) increased cohesion, and (3) increased dilatancy rate (or dilation angle). Under certain conditions of load cycling without significant plastic shear strain accumulation ( ^p <0.005) we find thatv exceeds both and, in contrast to theory, sin^-1( _m / _m ). This result is interpreted in terms of enhanced cohesion and overconsolidation, which lead to residual stresses within the gouge. An analogy is drawn between these special loading conditions and those extant on natural faults. In particular, our results imply that jostling and minor stress variations associated with microearthquakes may produce strengthening of fault gouge and changes in the fault zone's stress-dilatancy relation. Hence, compaction associated with microseismicity may lead to subsequent dilation of fault gouge, even for faults with large displacement rates and large net offsets (e.g., San Andreas). In regions where such dilation persists over sufficient displacements (on the order of the critical slip distance for seismic faulting) it may tend to inhibit unstable slip.  相似文献   

Numerical simulation of fabric anisotropy and strain localization of sand under simple shear     

Omar Al Hattamleh  B. Muhunthan  Faisal Shalabi 《国际地质力学数值与分析法杂志》2009,33(9):1255-1275

This paper studies the effects of initial fabric anisotropy of dry sand in simple shear deformation. The effects of anisotropy are taken into consideration through the modification of the mobilized friction in the Mohr–Coulomb‐type yield surface as a function of a fabric parameter. In addition, the constitutive model uses a gradient term that directly incorporates the effects of material length scale. The constitutive formulation is implemented into ABAQUS finite element code and used to simulate shearing of the dry sand under various conditions of simple shear. The numerical simulations show that while the shear stress response is affected by fabric anisotropy, its effects on strain localization in simple shear are minimal. This is in contrast to other devices such as the biaxial shear. The strain localization in simple shear is controlled more by the imposed boundary conditions. The use of material length scale is shown to remove the effects of strain localization in the shearing response. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献