Matsuoka-Nakai破坏准则的拓展应用

Matsuoka-Nakai破坏准则有两个缺点: 一是没有考虑岩土类材料的内聚力对材料的强度贡献,二是它与子午面的交线是直线,基于此,提出了一个拓展的Matsuoka-Nakai破坏准则.该准则在保持Matsuoka-Nakai破坏准则优点的基础上,考虑了岩土类材料的内聚力对其破坏强度的影响,且在子午面上呈现为外凸的曲线形状,因而能更合理地模拟岩土类材料的强度特性.红砂岩的真三轴试验资料检测了该拓展的Matsuoka-Nakai破坏准则的有效性.最后借助该拓展的破坏准则,通过寻求试验强度与预测强度之间的误差函数最小值的方法,提出了一个评估试验中难以测准的岩土类材料抗拉强度的计算方法.     

对三种强度破坏准则的物理解释

基于红砂岩的真三轴破坏强度试验资料,通过建立试验破坏强度与预测破坏强度之间的目标误差函数,提出了辨析拓展的双剪强度、Lade-Duncan和Matsuoka-Nakai等3种破坏准则中相关参数的方法;通过3种破坏准则对岩土类材料的内摩擦角、破坏强度和破坏强度比值等随球应力的变化趋势等宏观物理力学现象的描述来解释与评述这3种破坏强度准则;同时通过岩土体宏细观受力破坏机制的分析,阐述了双剪强度破坏准则中折减系数的物理含义,并对这三种破坏准则的角隅函数给出了新的物理力学解释. 更多还原     

修正的Ottosen强度破坏准则

基于从Matsuoka-Nakai,Lade-Duncan和Ottosen等强度破坏准则导出的角隅函数,提出了修正的Ottosen强度破坏准则表达式,并通过混凝土和岩石的真三轴强度破坏试验结果进行验证.修正的Ottosen强度破坏准则不仅继承了原有的Ottosen强度破坏准则的优点,而且在低应力水平特别是在拉应力水平下能更准确地预测岩土类材料的破坏强度.     

修正Cam模型与Lade-Duncan屈服准则的合理耦合

修正Cam模型成功地柔合进了临界状态概念,是描述正常固结土体应力与变形关系特性最为主要和奠基性的模型,也是其它土体弹塑性模型发展的基础.修正Cam模型在π平面上的投影是一个圆,这不符合众多岩土类材料在π平面上的屈服和破坏轨迹的实验事实;而在三维应力状态下,Lade-Duncan破坏准则能对岩土类材料在π平面上的强度与摩擦特性给出合理的描述.基于这种认识,提出了Lade-Duncan破坏准则与修正Cam模型相结合的模型(Cam-Lade模型),并通过实验资料,验证了该模型的合理性.     

考虑冻融效应的岩石损伤统计强度准则研究

从岩石微元强度服从Weibull分布的角度出发,运用损伤力学理论,考虑冻融与荷载的耦合作用,建立了岩石总损伤模型,并开展红砂岩冻融循环力学特性试验,验证了模型的合理性.在此基础上,根据岩石应力应变曲线的极值特性,利用多元函数全微分的方法建立了考虑冻融效应的岩石强度准则.研究表明:模型参数与岩石变形破坏参量的理论关系,可反映冻融损伤的内在机制与所选物理量的一般变化规律,增强了准则的适应性;所建强度准则的理论曲线与试验曲线吻合度较高,并能够反映岩石强度莫尔包络线的曲线特征,且考虑了岩石的损伤特性;与其它强度准则相比,该强度准则能反映不同冻融次数下各极限状态的应力应变与岩石参数之间的关系,可为寒区岩土工程结构稳定性评价提供一定的参考.     

基于强度理论的内聚力模型的有限元实现及应用

在对基于强度理论的内聚力模型(ST-CZM)进行二维整理及三维拓展的基础上，使用Abaqus用户单元子程序(UEL)对该模型进行有限元实现.通过经典界面破坏算例验证ST-CZM有限元模型的有效性和准确性，建立纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土模型，采用ST-CZM模拟FRP与混凝土界面间的黏结破坏过程，实现STCZM在复杂工况下的应用.相较于传统基于牵引力准则的内聚力模型，ST-CZM具有更灵活的混合模态耦合方式，且其切向和法向的强度模型相互独立，ST-CZM的收敛性更好，对强度的预测更准确.所有算例表明，相较于传统基于牵引力准则的内聚力模型，ST-CZM有限元模型能够更好地实现黏结界面峰值应力的预测和损伤阶段的模拟.     

土的空间破坏面及其抗剪强度

岩土空间破坏面位置的确定与计算所选用的破坏准则有关,运用不同的破坏准则得到的土体的破坏面位置及相应抗剪强度也不同.基于最大剪应力、最大剪正应力比和空间滑动面破坏准则,通过建立Lagrange函数求条件极值的方法推导了不同破坏准则条件下岩土空间破坏面的位置及相应的抗剪强度,并得到了这些抗剪强度与现有常用破坏准则间的相互关系.进而针对已求得的不同破坏准则条件下的抗剪强度,通过数值分析探讨了中主应力对土的抗剪强度的影响.分析结果表明,中主应力对土的抗剪强度有显著的影响,一般地在平面应变条件下这种影响达到最大.     

复杂应力状态下混凝土类材料的强度

混凝土、砂浆、天然石材等类材料,在单轴应力状态下通常呈脆性破坏,所以被称为脆性材料。但是,实验表明,在复杂应力状态下,这些材料的破坏却具有塑性破坏的特点。本文对适用于塑性材料的Mises屈服条件加以引伸,得到了同时适用于塑性材料和脆性材料破坏特点的强度准则。这个强度准则在三维主应力空间中是一个四次曲面。利用本文提出的强度准则,计算了不同加载途径混凝土的强度,计算结果与实验值符合得很好。     

多轴应力状态下混凝土的动态强度准则

为了解复杂应力状态下混凝土动态强度变化规律,提出了一个考虑应变率效应的八面体应力空间的多轴静动破坏准则．该准则的空间破坏包络曲面采用二次函数形式,在偏平面上的破坏包络线采用Willam-Warnke 模型在偏平面上的椭圆曲线,使用特征应力点法对拉压子午线方程进行修正以考虑偏平面上罗德角对动态强度的影响．通过对大量混凝土多轴静动强度试验成果的分析,表明此强度准则与已有的试验结果吻合较好,能很好地反映平面应力或三轴应力状态下普通混凝土的静动强度变化规律,并且形式简单,便于实际应用．     

内聚力模型在裂纹萌生及扩展中的应用

断裂及开裂是工程中严重的结构失效形式.结合传统断裂力学中应力强度因子K以及J积分,综述了内聚力模型基本思想及发展,分析了典型的内聚力模型及模型应用的局限性,总结了不同内聚力模型在有限元中的实现形式,概述了国内外学者关于内聚力模型解决不同材料裂纹萌生与扩展的研究状况,得出了内聚力模型可以用以研究裂纹尖端塑性变形、静力和疲劳载荷条件下的蠕变开裂,以及金属、岩土材料及混凝土、复合材料及纳米晶材料裂纹萌生与裂纹扩展的结论.     

考虑中间主应力影响的主动土压力计算

在平面应变条件下,分别推导了松冈元-中井照夫破坏准则、Lade-Duncan破坏准则和俞茂宏双剪统一强度准则的表达形式,并将平面应变条件下和常规三轴压缩条件下的土体抗剪强度指标联系起来.在此基础上,得到了考虑中间主应力影响的主动土压力计算公式.计算表明,只要填土的内摩擦角大于0,考虑中间主应力影响的主动土压力值都小于Rankine主动土压力值,但不同的破坏准则,其计算结果相差较大.     

Generalized non-linear strength theory and transformed stress space

It is very important to describe the strength behavior of various materials undergeneral stress states. Present strength theories can be classified into two kinds: one islinear strength theory, such as Tresca criterion, Mohr-Coulomb criterion etc. By linearstrength theories, which have been widely used, some concrete solutions can be got inthe application of limit equilibrium theory. However, the Tresca criterion and theMohr-Coulomb criterion etc. cannot reflect the influence of intermediate…     

混凝土三向应力破坏的强度计算准则

本文用椭圆抛物面作为混凝土三向应力时的强度破坏面。该曲面能较好地描述和解释混凝土的数学力学特性。这一强度准则的应用仅需要两个或三个混凝土强度值,即抗压强度、抗拉强度和二向等值抗压强度;在二向等值抗压强度缺乏实验资料时也可不用。本方法的计算结果和混凝土二向、三向应力的实验研究数据符合得相当好。     

新型单轴拉伸试样制备装置的研制及试验研究

针对单轴拉伸试验中试样形式与拉伸段长度能较大程度影响试验结果,以及目前在该试验中所采用试样形式与拉伸段长度均存在较大差异的问题,研制了一组可以制备不同拉伸段长度哑铃状单轴拉伸试样的制样模具,制样模具由左右两个加载段模具、上下两个拉伸段模具与制样底板组成,其中两个拉伸段模具分别与两侧的加载段模具通过燕尾槽连接。在此基础上,对粘性土试样进行了单轴拉伸试验,探讨了粘性土的抗拉特性,以及试样形式与拉伸段长度对其破坏形式、抗拉强度与峰值位移的影响情况,研究结果表明：哑铃状试样可以避免拉伸过程中出现的端部松弛与应力集中问题,拉伸断裂面发生在有效拉伸长度范围内;粘性土的破坏形式不是纯脆性破坏,而是在抗拉强度后存在一个软化阶段;抗拉强度随拉伸段长度的增大而减小,峰值位移随着拉伸段长度的增大而增大,二者均与拉伸段长度呈对数关系。     

混凝土与钢纤维混凝土双轴拉伸与拉压作用的试验研究

对素混凝土与钢纤维混凝土在双轴拉伸与拉压应力作用下的性能进行了试验研究。试验结果表明：混凝土双轴拉拉伸强度低于单轴拉伸强度，在双轴拉压区段抗压强度随拉应力的增加而降低，钢纤维的掺入（掺量不太高）对混凝土的破坏形态影响不很明显，但使混凝土限拉应变有所增加，同时给出了混凝土在双轴拉伸与拉压区段实用的极限强度准则。     

新型单轴拉伸试样制备装置的研制及试验研究

针对当前社交网络中影响力量化多集中于用户维度,而缺乏对信息维度研究的问题,从微博信息入手,以线性加权模型为基础,提出一种结合评论数、转发数并引入转发地域分布信息的微博影响力量化模型(MIQM)。该模型综合考虑了群体对信息的关注度以及信息的扩散模式,并在地域维度对影响力展开了全局和局部分析。实验数据表明,MIQM局部模型和评论率模型相关性达0.43,全局模型和转发数模型相关性达0.98,说明MIQM模型能反应单个微博的影响力,局部模型可凸显关注度高的微博,全局模型能描述扩散性广的微博。     

岩石试样围压下直接拉伸试验

圆盘试样巴西劈裂是在拉压应力联合作用下破裂的,Griffith准则认为压应力小于3倍抗拉强度则对岩石拉伸破坏没有影响,这些问题都需要直接的试验验证.在50 mm×100mm试样两端粘结80 mm的拉头,置入液压缸中施加围压,拉头承受轴向载荷引起岩样拉伸;同时利用伺服试验机对拉头施加轴向压缩载荷,平衡其承受的部分拉伸载荷.通过改变轴向压缩载荷的数值,就可以得到不同围压下岩样的拉伸强度.尽管试验结果具有相当的离散性,但完全可以确认岩样拉伸强度随围压增大而减小,巴西劈裂强度低于岩石单向拉伸强度.岩石在压拉应力作用下发生的拉伸破坏可以利用应力之间的线性关系描述.