Explicit integration of bounding surface model for the analysis of earthquake soil liquefaction     

Konstantinos I. Andrianopoulos  Achilleas G. Papadimitriou  George D. Bouckovalas 《国际地质力学数值与分析法杂志》2010,34(15):1586-1614

This paper presents a new plasticity model developed for the simulation of monotonic and cyclic loading of non‐cohesive soils and its implementation to the commercial finite‐difference code FLAC, using its User‐Defined‐Model (UDM) capability. The new model incorporates the framework of Critical State Soil Mechanics, while it relies upon bounding surface plasticity with a vanished elastic region to simulate the non‐linear soil response. Stress integration of constitutive relations is performed using a recently proposed explicit scheme with automatic error control and substepping, which so far has been employed in the literature only for constitutive models aiming at monotonic loading. The overall accuracy of this scheme is evaluated at element level by simulating cyclic loading along complex stress paths and by using iso‐error maps for paths involving change of the Lode angle. The performance of the new constitutive model and its stress integration scheme in complex boundary value problems involving earthquake‐induced liquefaction is evaluated, in terms of accuracy and computational cost, via a number of parametric analyses inspired by the successful simulation of the VELACS centrifuge Model Test No. 2 studying the lateral spreading response of a liquefied sand layer. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Fabric dilatancy and the plasticity modeling of granular media     

B. Muhunthan  N. Sasiharan 《国际地质力学数值与分析法杂志》2012,36(9):1181-1193

A novel conceptual model of the mechanics of sands is developed within an elastic–plastic framework. Central to this model is the realization that volume changes in anisotropic granular materials occur as a result of two fundamentally different mechanisms. The first is purely kinematic, dilative, and is the result of the changes in anisotropic fabric. There is also a second volume change in granular media that occurs as a direct response to changes in stress as in a standard elastic/plastic continuum. The inclusion of the two sources of volume change results in three important datum states. When subjected to isotropic strains, the resulting stress state in granular materials is not isotropic but lies upon the kinematic normal consolidation line. There exists a state at which the fabric‐induced volumetric strain rate becomes equal to the stress‐induced volumetric strain rate making the total plastic volumetric strain rate equal to zero. Granular response changes from contractive to dilative at this phase transformation line. The third datum state is the one in which the stress‐induced volumetric strain rate is zero. The sand, however, continues to dilate at this state with the difference between stress and dilation ratio a constant as predicted by Taylor's stress–dilatancy rule. These predictions are shown in accordance with experimental data from a series of drained tests and undrained on Ottawa sand. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

钦州湾潮流深槽的成因与稳定性探讨     

张伯虎  陈沈良  谷国传  丰爱平 《海岸工程》2010,29(3):43-50

据钦州湾2007年1—2月的实测潮流,结合径流、潮汐等资料,经水动力和港湾地形综合分析揭示:钦州湾的潮流深槽是潮流作用于葫芦形复式港湾的必然产物,是在内湾纳潮蓄能、湾颈狭道强流、颈口岛礁分流喷射冲刷而成的。通过对潮流流路和强度的分析,对潮流深槽的稳定性进行了探讨;进而通过湾颈流速-内湾纳潮关系计算,给出了潮流深槽稳定的临界条件。  相似文献   

山坡表层关键带结构与水文连通性研究进展   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

刘金涛  韩小乐  刘建立  梁忠民  贺瑞敏 《水科学进展》2019,30(1):112-122

山丘区是洪水的"策源地",山丘区坡地、沟谷及间歇性河道为洪水的形成提供了通道,同时也是水文连通时空变化最为强烈的地带。然而,对流域表层关键带结构特征及其水文连通机制等的认识尚存不足,限制了产汇流理论及模型方法的发展和应用。通过对比国内外山坡水文实验,发现山坡物理结构连通性控制并深刻影响着水流的连通过程,现有水文连通实验侧重孔隙等微观尺度的规律研究,与水文模型理论存在尺度上的巨大偏差。为此,提出水文连通性应侧重揭示水流在山坡地表、地下的宏观表象通道及分布特征,探索径流连通的动力学机制,即山坡水文连通性研究重在剖析其结构特征的水文累积效应,应保持关键带结构特征合理概化与产汇流理论适度复杂之间的平衡。  相似文献   

带有柔性阻流器的海底管道冲刷防护试验研究     

杨立鹏  拾兵  阮雪景  韩艳 《海洋工程》2012,30(2):95-99

从管道尾流区泥沙颗粒的受力平衡着手,探讨了管道冲刷的临界压力差。在此基础上,提出了一种防止或减少管道冲刷的新方法,即在管道下方安装柔性阻流器。通过物理模型试验,研究了单向恒定流及规则波作用下,柔性阻流器对管道两侧床面压力、冲刷深度的影响。试验结果表明:柔性阻流器的安装能明显减小管道两侧床面的压力差。在单向恒定流作用下,管道的冲刷深度随阻流器长度的增加而减小;当阻流器达到临界长度时,冲刷消失。规则波时,因阻流器的扰动作用,冲刷深度有所增加;但随阻流器长度的增加,其扰动作用减小,对床面的防护作用增加,因而冲刷深度减小。  相似文献   

岩墙厚度对成矿作用的约束:以石湖金矿为例   总被引：8，自引：0，他引：8       下载免费PDF全文

李德东  罗照华  周久龙  杨宗锋  刘翠 《地学前缘》2011,18(1):166-178

根据透岩浆流体成矿理论,岩浆体是含矿流体的通道而不是来源,因而估算含矿流体注入岩浆体的能力是评价高位侵入体成矿潜力的有效方法。文中利用一维传热模型计算了石湖金矿区三类代表性岩墙(花岗斑岩、石英闪长玢岩和辉绿岩)不同厚度条件下的冷却时间尺度,同时估算了岩浆冷却过程中的粘度变化速率。假定岩浆侵位于约6 km,且完全固结时含矿流体才不能有效注入,石湖金矿区三类代表性岩墙的最小临界成矿厚度分别为3345 m(花岗斑岩)、822 m(石英闪长玢岩)和102 m(辉绿岩)。模拟结果与石湖金矿区矿体的产状一致,暗示模拟结果具有较强的实用价值。结合岩墙长度/宽度比值,进一步估算致矿侵入体的最小临界出露面积分别约为312～1 561 m2(玄武质岩体)、0014～0068 km2(石英闪长玢岩)和0011～0034 km2(花岗斑岩)。估算结果为野外地质找矿提供了一个定性的标准,对快速资源勘查具有参考价值。  相似文献   

基于Janbu法的边坡整体稳定性滑动面搜索新方法   总被引：6，自引：1，他引：5  

邓东平  李亮  赵炼恒 《岩土力学》2011,32(3):891-898

对于边坡整体稳定分析,找到了一种用随机角来搜索随机滑动面的新方法。在此过程中,采用简化Janbu法计算安全系数。这种新方法产生随机滑动面的过程是：先假定滑动面与边坡上、下缘的交点,在某一初始方向的情况下,以下缘交点为基点开始每随机一个角度方向,使其与对应的滑动体土条划分竖线相交,直到随机角度方向与上、下缘交点的连线重合,将这些交点依次连接,即可得到一条随机曲线（或随机滑动面）。通过随机模拟曲线,发现随机角物理意义明确,具有以下两个独特优点：①只有一个随机条件,随机因素易于控制,便于计算机编程;②为保证其随机曲线为一光滑曲线,可对随机角进行适当优化,并且在条分数足够大时,能够模拟任何曲线。针对以往随机搜索精度不高的问题,采用近似曲线来代替随机曲线的方法加以改进,并且将近似曲线的生成进行了简化。经各种实例对比分析后,得出此方法计算得出的安全系数与以往研究成果颇为接近,得到的最危险滑动面亦与实际情况相符,因而可说明此方法能够适用于边坡整体稳定性分析。  相似文献   

基于极限分析法的边坡临界高度及稳定性研究   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

姜玉平  陈征宙  毕港  蒋鑫 《水文地质工程地质》2012,39(2):43-46

基于塑性极限分析理论,优化了受到地震力作用的均质土坡在破坏面为对数螺旋面形式时的临界坡高计算模型,并在此基础上,引进强度折减假定,推导了地震作用下边坡的对数螺线破坏形式的安全系数计算公式。该计算模型不仅能考虑地震力的作用,而且能考虑不同安全系数要求对临界高度的影响。通过两个算例将文中提出的模型与传统极限平衡法对比,文中方法计算安全系数较瑞典条分法大,与简化Bishop法计算所得结果非常接近。该方法可对均质边坡临界高度及稳定性分析研究提供有益的指导和参考。  相似文献   

三维应力状态下砂的临界状态本构模型分叉分析     

甄文战  孙德安  陈瑶瑶 《岩土力学》2011,32(9):2663-2668

就服从非关联流动法则软化型砂的临界状态本构模型,在不同应力路径下的分叉进行了理论和数值分析。理论分析表明：分叉现象强烈依赖于应力路径,即当平均应力p一定时,应力路径在洛德角在-25o～15o之间时,均会在应力-应变关系硬化阶段出现分叉现象,而其他应力路径下不会产生分叉。并且分叉时对应的应力比、主应变及剪切带倾角都随洛德角的增加而变化,其值是先增加而后减小。采用回映应力更新算法,编写了该本构模型材料子程序,借助有限元软件ABAQUS及材料子程序,通过数值计算方法预测到了分叉点所对应的应力状态,表明了分叉现象在数值计算中的存在性,并通过数值预测值和理论解的对比,两者结果基本一致。  相似文献   

黄河三角洲粉质土海床临界起动切应力影响因素研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

侯伟  贾永刚  宋敬泰  孟祥梅  单红仙 《岩土力学》2011,32(Z1):376-0381

在黄河口潮滩和室内环形土槽模拟新沉积的海床土体,观测固结过程中沉积物临界起动切应力的变化及对应的土体重度、含水率、贯入阻力、剪切强度指标值的变化,分析黄河三角洲粉质类土临界起动切应力的影响因素与变化规律。研究发现：黄河三角洲粉土的临界起动切应力与重度、贯入阻力和抗剪强度之间呈正相关关系,而与含水率呈负相关关系,并且与干密度、抗剪强度之间具有非常好的定量关系。将黄河三角洲粉土临界侵蚀切应力的试验结果与其他学者建立的计算公式进行了比较,发现在固结开始试验与计算结果间的吻合性较好,随着固结时间差异性变大,表现出黄河口粉质土的独特性。  相似文献