非饱和红土邓肯-张模型参数的试验研究

根据Fredlund D等提出的非饱和土的非线性本构模型推导方法,通过GDS三轴固结排水试验推导出了压实度为0.9下非饱和红土的邓肯-张Es、Bst、Kw参数,同时结合GDS三轴仪进行不同应力水平下的逐渐增湿湿化变形试验,得到邓肯-张模型中与基质吸力相关的土切线体积模量Hs和水的体积模量Hw。由此提出了非饱和红土的非线性本构模型的相关参数,为扩展的非饱和红土邓肯-张模型的非线性本构关系的有限元编程提供了依据。     

皖江区域马鞍山段砂土邓肯-张模型参数试验验证

皖江区域是我国经济发展迅速、基础设施全面推进的中部区域。在基础建设中寻求简捷而贴近实际的计算方法成为设计计算关键环节。邓肯-张双曲线本构模型能较好反映土体非线性特征,概念清晰,易于理解,在工程界中得到了广泛应用。文中选取皖江区域马鞍山段典型砂土层取样试验,分析土体抗剪强度和变形特征,率定邓肯-张模型计算参数。在编制邓肯-张双曲线非线性土体本构模型有限元计算程序基础上,开展砂样土体自重应力平衡、等压固结和轴向应变剪切破坏过程有限元数值计算验证。结果表明:邓肯-张模型参数正确,可为采用有限单元法分析皖江区域砂土地基沉降及稳定性提供依据。     

土体非线性本构模型的修正与土层特性分析

旨在提出一个合理应用经典土体非线性本构模型进行具体土层分析的方法.依据土体非线性数值模拟的基本理论,通过开发一个适合于大型计算软件ANSYS的Macro文件,采取对邓肯-张非线性本构模型中的参量E1进行逐级荷栽作用下的修正方式,建立了一种土体非线性本构模型修正与土层非线性特性分析的方法.一黏性土土样的三轴试验结果表明,对一些常用的土的非线性本构模型,在应用于具体的土层中时所存在的不适应或不适合具体土层特性的部分,采用文中所建立的方法矫正或修正可提高应用这些经典本构模型对具体土层进行非线性特性分析时的合理性和有效性,进而可提高土的变形特性分析和土与其中及相邻结构共同作用分析的计算精度.     

一种修正的莫尔-库仑本构模型及其应用

莫尔-库仑本构模型是理想弹塑性的，只考虑了强度随围压的变化，但没有考虑弹性模量随围压和应力水平的变化情况，这不符合地质材料的实际特性.借助于邓肯-张非线性弹性模型对切线模量的处理方法，对M C模型中的弹性模量进行了修正.修正以后，弹性阶段的应力-应变曲线将表现为双曲线.为了将该修正模型写进FLAC3D程序,特编制了前处理程序，并用来对刚性桩的横向承载力进行了数值分析.因为该模型没有对卸载模量重新定义，所以该模型较适合于持续加载的情况.     

用ANSYS的UPFs对非线性黏弹性本构模型进行二次开发

UPFs是大型通用商业有限元软件ANSYS强大的二次开发工具,为了ANSYS用户在使用UPFs进行二次开发时有更多的参考并弥补ANSYS因无非线性黏弹性本构模型而在抗震工程应用中严重受限的不足,在ANSYS中用UPFs对非线性黏弹性本构模型进行二次开发和算例验证,结合实例详细演示了用ANSYS的UPFs进行本构模型二次开发的具体过程,并对应用UPFs时所碰到的实际问题及解决办法和经验技巧进行了总结。算例验证结果表明,所开发的本构模型可使ANSYS更好地应用于岩土和结构抗震工程当中,开发的技术和经验可供UPFs用户参考。     

风积土本构模型参数修正方法

目的修正邓肯-张E-B模型参数并建立新的风积土本构模型.方法采用应变控制式三轴压缩仪,通过对风积土的结构性试验研究,进行固结排水试验并引入围压损伤比的概念.结果试验通过观测围压在0.1 MPa、0.2 MPa、0.3 MPa时对风积土结构的损伤,得到考虑土体结构性影响的邓肯-张E-B模型的参数修正方法.试验中,在多组围压下发现土体内摩擦角φ值逐渐减小,黏结力C值逐渐增大;在卸载-再加载条件下,原状土的结构性被破坏.因此,将邓肯—张模型中参数C、φ、Rf、K、n、Kb、m、Kur、nur进行了修正.结论提出的围压损伤比对土体的模型参数修正方法具有一定的理论意义和实际应用价值,建立修正后的风积土本构模型为其他同类工程地区风积土工程数值计算提供了参考依据.     

土本构模型研究的现状及展望

土本构模型课题，是理论土力学中最基础、最重要的研究内容。正确建立并合理应用土本构模型，对于提高岩土工程的计算精度，具有重要意义。论述了土的非线性弹性模型、弹塑性模型、粘弹塑性模型、结构性及损伤模型、内时模型等研究领域的主要成就和最新进展；结合2l世纪岩土工程发展方向，对诸如建立复杂应力状态本构模型、非饱和土本构模型、结构性模型等有待深入研究的领域的发展动向进行了展望。     

一种修正的莫尔-库仑本构模型及其应用

莫尔-库仑本构模型是理想弹塑性的，只考虑了强度随围压的变化，但没有考虑弹性模量随围压和应力水平的变化情况，这不符合地质材料的实际特性，借助于邓肯-张非线性弹性模型对切线模量的处理方法，对M-C模型中的弹性模量进行了修正。修正以后，弹性阶段的应力-应变曲线将表现为双曲线。为了将该修正模型写进FLAC^3D程序，特编制了前处理程序，并用来对刚性桩的横向承载力进行了数值分析。因为该模型没有对卸载模量重新定义，所以该模型较适合于持续加载的情况。     

邯郸市粉质粘土邓肯-张模型参数试验研究

为了获得区域性土体本构模型的计算参数,采取典型粉质粘土层作为土样进行三轴试验,得到邓肯-张模型参数,为岩土工程问题分析计算提供了依据。     

邯郸市粉质粘土邓肯-张模型参数试验研究

为了获得区域性土体本构模型的计算参数，采取典型粉质粘土层作为土样进行三轴试验，得到邓肯一张模型参数，为岩土工程问题分析计算提供了依据。     

基于初始损伤系数修正的岩石损伤统计本构模型

损伤力学是解决岩石类材料变形和破裂的重要手段之一,统计损伤理论是目前岩石损伤研究的热点。针对以往岩石损伤统计本构模型的不足,引入初始损伤系数q,从一定意义上反映了岩石的非均匀性、非线性特征,同时,通过引入岩石应力应变全过程曲线特征参量,并考虑岩石应力应变全过程曲线的几何条件,解决了传统方法求解本构方程中参数的难点,提高了精度。基于取自某工程的砂岩所进行的三轴压缩试验实测结果,对所建立的岩石损伤统计本构模型进行了实验验证,并估算了q值。     

岩石分数阶蠕变损伤本构模型研究

红层边坡蠕滑现象显著,岩石具有较强的蠕变特性。为了反映岩石蠕变全过程,基于岩石蠕变的阶段特征,通过弹性体、基于分数阶微积分的软体元件和黏塑性体来分别描述岩石蠕变的弹性应变、黏弹性应变和黏塑性应变。将损伤变量加入弹性体,引入SN元件改进分数阶软体元件,综合改进后的考虑时效损伤的弹性体和基于分数阶微积分的非定常黏滞体和黏塑性体,构建新的三元件蠕变损伤本构模型。采用RLW-2000三轴流变试验系统开展红层泥岩三轴压缩蠕变试验,再引用相关文献中盐岩和红砂岩典型蠕变数据,通过三种岩石蠕变曲线对该模型进行验证,证明所建模型的合理性和适用性。     

岩石的统计损伤本构模型及临界损伤度研究

岩土工程中的岩体常处于空间应力状态下,因此,研究空间应力状态下岩石的损伤破坏机理有重要的实际工程意义。基于岩石内部缺陷分布的随机性,建立了围压和轴压共同作用下岩石的统计损伤本构模型。并通过砂岩的三轴压缩试验确定了模型里的参数,定性分析了围压对损伤度的影响。研究结果表明：（1）模型能反映围压效应,即可以体现岩石强度随围压变化的规律;并且模型参数确定方法揭示了模型参数的物理意义;（2）通过岩石的全应力-应变全曲线特征及峰值应力与应变确定模型参数,不同的围压对应着不同的参数;（3）临界损伤度与岩石所处的应力状态有关,同一种岩石在不同围压下临界损伤度是变化的;（4）由分布参数m的物理含义可知,m可以做为表征砂岩脆性的参数;1/m可以做为表征砂岩延性的参数。     

节理岩体三维复合等效模型

将含有多组节理的岩体复合等效为均质的各向异性体.推导出了受任意多组节理切割的岩体的三维等效本构关系,编写了计算程序,根椐完整岩体、节理的性质及产状参数.可以很方便地预报节理岩体的三维复合等效刚度矩阵及弹性常数。     

基于统计理论的岩石动态损伤本构模型研究

抓住岩石微元强度具有统计规律的特点，将岩石微元体抽象为弹性损伤体与各向同性粘性体的并联体，根据岩石在动态荷载作用下的受力特点，建立了岩石动态统计损伤本构模型。与以往动态本构模型相比，该模型参数少，便于工程应用，并能考虑动载方向以及围压对岩石变形特性的影响，同时，对岩石破坏过程的峰后曲线亦有较好的描述。结合室内三轴试验对模型的可行性进行了验证，结果表明，计算值与试验数据吻合较好，能满足工程应用的需要。     

A five-parameter constitutive model for hysteresis shearing and energy dissipation of rock joints

Rock joints exhibit hysteresis shearing behavior and produce energy dissipation under shear cyclic loads, which however cannot be accurately depicted by existing constitutive models. This paper establishes a constitutive model for hysteresis shearing and associated energy dissipation of rock joints. Analytical expressions of the model during cyclic shearing processes are derived. Derivation of the model indicates no energy dissipation in the elastic stage. When the shear load exceeds elastic boundary, nonlinear energy dissipation takes place. Validations with experiments show that the proposed model provides good conformities with direct shear curves and hysteresis loops, and can predict the energy dissipation characteristics of rock joints under different working conditions. Compared to the constitutive models using Weibull’s distribution, the proposed one is smooth at the elastic boundary and can accurately capture the maximum shear stress. Unlike the existing incremental-type models, the proposed one provides clear and direct analytical expressions for both shear stress and energy dissipation during the whole displacement domain, which is more convenient in application.     

岩石破坏过程中的损伤统计本构模型

统计损伤力学是依据岩石破坏过程中的三轴试验资料反推其本构关系的一种有效手段。假定岩石微元强度服从幂函数分布的概率分布理论,将Hoek-Brown强度准则作为岩石统计分布变量,建立了岩石损伤变量演化方程和岩石在三维应力作用下的损伤统计本构模型,并用试验资料对其进行了验证。通过将理论结果和试验结果进行对比发现：该模型能够比较好的反映岩石的本构关系和破坏过程,从而说明了模型的合理性和可行性;模型分布参数R反映了岩石的强度,m反映了岩石的强度和脆性程度,但二者不是相互独立的,而是具有内在联系的。     

有限元法预测贯通节理岩体三维等效弹性参数

采用节理有限元法对贯通节理岩体的变形特性以及等效本构关系进行研究，分别对含有一组和三组节理的岩体等效弹性常数进行了预测。与解析方法相比，数值方法可以不必做太多的假设，能对节理岩体的力学行为进行综合分析，从而可得到包含完整岩石与节理的统一的本构关系，并可研究节理面几何形态的影响。     

冲击地压危险等级预测的PSO-SVM模型

为了对冲击地压进行有效的预测,分析了冲击地压的主要影响因素,建立了基于粒子群优化支持向量机方法(PSO-SVM)的冲击地压危险程度预测模型,并通过实例,对PSO-SVM模型的预测效果进行了检验,同时还分别采用了BP神经网络(BP-NN)和支持向量机方法(SVM)对实例进行了预测,最后对三种方法的预测精度进行了比较分析,结果显示:PSO-SVM方法的预测精度要高于BP-NN和SVM方法的预测精度,可见,PSO-SVM预测方法对煤矿冲击地压危险程度预测具有一定的参考价值和指导意义.