考虑损伤和流变的软土路基变形分析

提出了一种考虑软土损伤和流变性质的粘弹-粘塑性损伤模型。结合堆栽预压加固软基实例，分别采用殷宗泽双屈服面模型、粘弹-粘塑性和粘弹-粘塑性损伤模型进行有限元分析。结果表明，用粘弹-粘塑性损伤模型计算的结果与实测值比较接近，说明在工程分析中同时考虑软土流变和损伤是必要的。     

不同基础上板结构老顶的断裂模式及其对采面来压的影响

本以现场观测及岩样试验为基础，将长壁工作面老顶视为弹性薄板，将支撑老顶的直接顶与煤层分别视为弹性，弹塑性，粘弹性及粘塑性基础，亦即，将老顶及其基础分别视为四种统一的窨结构模型，并通过薄板弯曲边界元法分别与弹性，弹塑性，粘弹性及粘塑性边界元法耦合，对上述空间结构进行求解，得出了结论。     

Ⅱ型稳恒扩展裂纹尖端的奇异性场分析

采用弹粘塑性力学模型代替通常的弹塑性模型,求得了不可压缩材料中II型平面就动扩展裂纹尖端的旨奇异性场,并对不同的粘性系和马赫数进行了数值计算,给出了应力场分布随粘性系数和马赫数的变化规律,其结果不仅消除了弹塑性解中存在塑性激波,而且当马赫数趋于零时便退化成准静态解,从而解决了其它模型中存在的问题。     

粘弹塑性地基计算模型及边界元分析

提出了既能基本模拟地基土体粘弹塑性特性，又能较好地在边界单元法中应用的流变模型，阐述了应用边界单元法求解粘弹塑性问题的基本原理，计算结果表明，只要流变模型选择得恰当，粘弹塑性问题可以应用边界元全量初应力法求解而无需进行荷载增量迭代。     

充水保压蜗壳结构联合承载三维非线性分析

基于Drucker-Prager的弹塑性混凝土本构模型,采用简化算法对充水保压蜗壳进行三维非线性分析,通过超载计算,研究内水压力上升过程中蜗壳外围混凝土可能发生塑性区的危险部位及其塑性区扩展情况.结果表明,在设计内水压力作用下,外围混凝土仍处于弹性工作状态,结构的强度安全性较高;当超载系数大于1.15以后,混凝土塑性区出现并随着内水压力的增加,塑性区迅速增大,当超载系数达到1.7时,出现大面积贯穿性塑性区.座环上下环板附近、机墩根部与水轮机层交界处,由于混凝土较薄,而且属于应力集中区域,始终是塑性区出现的危险部位,应该给予重点关注.另外,当内水压力增高时,蜗壳进口直管段右侧腰部也是塑性区扩展的薄弱部位.     

岩石塑性对超深储层裂缝闭合的影响研究

为了分析岩石塑性对生产过程中裂缝闭合的影响,在Herz接触模型基础上,采用Drucker-Prager屈服准则,建立了弹塑性裂缝闭合模型,分析了不同地应力和岩石塑性参数对裂缝闭合行为的影响。结果表明:弹性模量、硬化参数和粘聚力是影响塑性裂缝闭合的关键因素。粘聚力越大,初始屈服应力就越大。硬化参数与弹性模量的比值越大,后继屈服应力越大,裂缝闭合塑性效应越弱。另外,地应力对裂缝闭合也有较大的影响,在裂缝面法向上的正应力越大,裂缝闭合塑性效应系数越高。     

应用B-P材料模型分析高温合金GH536试样的热粘塑性特性

将Bondner-Partom模型与等效应力函数算法相结合，对热粘塑性材料的非弹性变形和应力分析的有限元方法进行了研究；并对该模型引入大型工程分析软件MARC的方法进行了研究。应用所编程序对高温合金GH536带缺口试件的热弹塑性行为进行了分析。研究表明，应用B—P模型对材料或构件进行热粘塑性分析是可行的。     

CMMp复合材料热残余应力的计算模型

采用统一型非线性动态粘弹塑性本构模型，经修改完善后用于ＣＭＭｐ复合材料残余应力的计算，算例的计算结果表明，该力学模型比弹性本构模型和弹塑性本构模型更正确地描述了ＣＭＭｐ复合材料中的热残余应力的分布变化情况。     

材料模型对金属成形过程模拟效率及精度的影响

采用不同的材料模型（刚粘塑性、大变形弹塑性）及大变形弹塑性热力耦合方法,对两类零件的成形过程进行了有限元模拟,并对有限元模拟效率及精度进行了分析研究,提出了一般性的有限元模型选用准则。     

CMM_P复合材料热残余应力的计算模型

采用统一型非线性动态粘弹塑性本构模型，经修改完善后用于ＣＭＭＰ复合材料热残余应力的计算．算例的计算结果表明，该力学模型比弹性本构模型和弹塑性本构模型更正确地描述了ＣＭＭＰ复合材料中的热残余应力的分布变化情况     

混凝土的一种梨形边界面本构模型

为研究混凝土材料在多轴循环荷载作用下的非线性特性,基于经典塑性力学理论和边界面模型理论,提出一个改进的边界面模型.模型中,屈服面为封闭、光滑曲面,在子午面内为梨形;边界面与屈服面的形状相似;选择应力的第一不变量和应变偏量作为屈服面函数中的自变量;相应的加卸载判据中的微分变量也是上述两种变量;根据屈服面和边界面形状的相似性,通过比例关系定义映射法则;对于处在屈服面上的任意一个当前应力点,根据此法则,都能够找到与之对应的处在边界面上的映射点,两个点对应的曲面法线方向相同;采用非相关流动法则描述塑性变形.对沿着偏平面上的压缩方向,对混凝土试块分别进行单调加载和循环加载时的试验结果,用本构模型进行模拟,模型计算结果与试验结果吻合.模型能够统一地描述应力-应变曲线的上升-下降段,能够描述剪胀现象.     

几种循环塑性模型的剖析和比较研究

首先阐明循环塑性模型需满足的力学条件：连续与光滑条件，曼辛效应与棘轮效应。基于这些条件，对多面、无限多面、两面、单面、边界面、次加载面模型等几种常见的循环塑性模型的基本特性进行深入而系统的剖析，对它们预测材料循环加载特性的能力进行分析与比较。结果表明：多面模型与无限多面模型反映的是过强的滞回效应，无法反映变形的积累性；两面、单面与边界面模型反映的是较弱的滞回效应与较大的积累变形；次加载面模型满足循环塑性模型所要求的力学条件，可以控制曼辛系数，能较好地反映材料的循环加载特性，将次加载面思想与广义塑性力学结合，可望建立更合理的循环塑性模型。     

Modeling of strength and deformation of overconsolidated clays based on bounding surface plasticity

An elastoplastic constitutive model for overconsolidated clays is established in the framework of the critical state theory and bounding surface plasticity theory. The bounding surface is defined as the maximum yield surface in the loading history. A yielding ratio, i.e., an internal variant, is defined as the size ratio of the current yield surface to the corresponding bounding surface. The yielding ratio instead of the overconsolidation ratio (OCR) is used to evaluate the strength and stress-strain behaviors of overconsolidated clays in the shearing process. The bounding stress ratio incorporating the effect of the yielding ratio is used to characterize the potential failure strength of the overconsolidated clays. The dilation stress ratio taking into account the effect of the yielding ratio is applied to describe the dilatancy behaviors of the overconsolidated clays. Comparisons between model predictions and test data show that the proposed model could well capture the strength and stress-strain behaviors of normally consolidated and overconsolidated clays.     

天然软粘土屈服性状的试验研究与本构模拟

为研究结构性及各向异性对天然软粘土屈服特性的影响,对上海软粘土进行了一系列相关试验,包括一维固结试验、三轴不排水剪切试验以及三轴排水应力路径剪切试验;同时在单面边界面模型框架内,引入考虑结构性及各向异性影响的内变量,建立本构方程。通过对边界面与传统屈服面模型计算结果的对比,证明了边界面模型在模拟天然软粘土屈服性状上具有一定的优势;通过对天然软粘土各种屈服试验结果的模拟,验证了模型的合理性。结果表明：修正后的边界面模型可以更有效地反映天然软粘土的变形特性。     

粒状土与结构接触面多重剪切边界面模型

针对工程中存在大量的土与结构物相互作用,使接触面的力学特性对土体和结构物的受力变形及其相互作用产生重要影响的问题,利用塑性滑移理论,将粗粒土与结构接触面的宏观变形分解为一个宏观法向变形和剪切面内一系列不同方向分布的相互独立虚拟微观剪切变形;通过虚功原理,在粒状土的状态相关和边界面弹塑性理论框架内建立一个粗粒土与结构接触面的多重剪切边界面模型.每个微观剪切变形包含一个微观剪应力-应变关系和一个微观应力-剪胀关系.引入一个与接触面土体密度和法向应力相关的状态参数,用以描述不同状态下土与结构接触面的变形和强度特性.对不同粗粒土与结构接触面在二维或三维应力条件下的单调和循环剪切试验进行模拟计算,模型预测与试验结果吻合良好,说明模型能够合理地描述粗粒土与结构接触面的非线性力学行为.     

粗糙表面接触的弹性、弹塑性、塑性分形模型

在M－B模型的基础上考虑了材料的弹塑性变形过程和接触界面磨擦的作用建立了粗糙表面接触的弹性、弹塑性、塑性分形模型。分析表明,M－B模型适用于理想的弹性－塑性材料;磨擦副接触界面间的磨擦力对接触状态有较大的影响。磨擦力的作用使临界弹性接触面积增大,从而增大了弹塑性和塑性菜的可能性以及实际接触面积中弹塑性和塑性接触面积的比例;材料的应变硬化程度对接触状态有一定的影响,硬化程度越高,接触状态越趋于弹性接触,硬化指数越大,硬化程度越弱,实际接触面积中弹塑性和塑性接触面积的比例越大。     

考虑多种强化机制土的内时弹塑性本构模型

为建立更符合实际情况的岩土的弹塑性应力应变模型,在考虑变形历史、围压、应变率、偏斜塑性变形对体积塑性变形影响引起的多种强化机制的基础上,合理地定义了广义时间标度,建立了考虑多种强化机制土和体量与偏量相互耦合的内时弹塑性本构关系。结合土的静水压缩载荷对偏斜响应影响小,而偏斜压缩载荷对体积响应影响大的实验事实,给出了模型参数分别用静水压缩实验数据和常规三轴实验数据确定的方法。用所建立的考虑多种强化机制的内时弹塑性本构模型对中密永定河砂的三轴响应进行了预测。由模型预测的砂土应力应变曲线与实验相吻合,并且能够较好的描述永定河砂的剪胀和剪缩现象。     

Model predictions for behaviors of sand-nonplastic-fines mixtures using equivalent-skeleton void-ratio state index

It is a challenge to suggest a constitutive model for describing the stress-strain behavior of sand-fines mixtures due to that these granular mixtures exhibited very complex behaviors at different densities, pressures and fines contents. In this study, an elastoplastic constitutive model within the framework of the bounding surface plasticity and critical state theories was proposed for sand-nonplastic-fines mixtures by using the concept of the equivalent-skeleton void ratio and equivalent-skeleton void-ratio state index. The proposed model with a set of material constants calibrated from a few tests could be used to model the fines-dependent and state-dependent behaviors of the sand-nonplastic-fines mixture including the strain- softening and volumetric-expansion behaviors in the drained triaxial compression tests, and also the effects of fines content on the critical state lines in both the deviatoric stress versus mean effective stress and the void ratio versus mean effective stress planes.     

钢管混凝土柱的弹塑性有限元分析

本文用弹塑性有限元法分析了中心受压钢管混凝土短柱的承载力与变形的关系。计算结果与结构试验吻合。证明了边界面模型能较真实地反映混凝土的变形和强度特征。本文还用莫尔-库仑模型作了对比。     

高铁弹塑性地基振动与变形的2.5维有限元算法

针对高铁运行引起的地基振动和塑性变形问题,提出高铁荷载作用下弹塑性地基振动与变形的2.5维有限元算法。将高铁运行诱发的地基变形视为材料非线性问题,采用改进的摩尔-库伦模型模拟地基土,基于弹性地基2.5维有限元法,将通过弹性理论计算得到的位移作为试探位移,经摩尔-库伦屈服准则判定屈服后,引入切线刚度迭代法、后向欧拉积分算法和一致切线模量算法实现刚度矩阵的更新迭代,从而求解出高铁运行引起的塑性变形。在此基础上,将轨道视为Eular梁,采用修正的多频列车荷载模拟高铁列车运行,并使用黏弹性人工边界处理截断边界,建立高铁弹塑性地基振动与变形的2.5维有限元验证模型。通过与移动点荷载弹性半空间解析解和地面振动实测结果进行对比,验证本文弹塑性地基2.5维有限元法理论的正确性及模型应用的可靠性,表明该方法可用于高效求解高铁运行引起的地面振动及累积变形问题。