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相似文献
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1.
博士学位论文摘要借鉴系统辨识的理论和方法,基于实际施工中量测获得的岩体变形信息,对岩石力学中更深一层次的逆向题——岩体粘弹塑性本构模型的辨识问题进行了较深入的探讨。初步建立起基于一般辨识原理和优化技术的岩体粘弹性、粘塑性本构模型辨识的理论和方法,并用...  相似文献   

2.
损伤力学在岩土工程中的应用日益广泛,很多学者建立了一大批基于不同条件的、适合不同材料的、考虑不同环境影响的各式各样的岩土损伤本构模型。根据研究损伤的方法不同,本文将这些损伤本构模型大体分为三类:宏观损伤本构模型、细观损伤本构模型和统计损伤本构模型,并对其进行评述,指出了当前损伤本构模型研究存在的问题和发展趋势。  相似文献   

3.
本构模型的三维图像对于全面掌握本构理论具有十分重要的意义,然而现有文献提供的三维模型图像要么粗糙要么不成系统,且目前还没有学者系统地进行过本构模型三维图示化的工作。因此,在简要总结现有本构理论的基础上,对常用的大多数岩土材料本构模型进行了三维图示化,它们对于进一步完善本构理论具有积极的指导作用。  相似文献   

4.
 博士学位论文摘要 借鉴系统辨识的理论和方法, 基于实际施工中量测获得的岩体变形信息, 对岩石力学中更深一层次的逆向题——岩体粘弹塑性本构模型的辨识问题进行了较深入的探讨。初步建立起基于一般辨识原理和优化技术的岩体粘弹性、粘塑性本构模型辨识的理论和方法, 并用FORTRAN 语言编制了弹2粘塑性模型辨识程序EV E ID 和弹2粘塑性模型辨识程序EV P ID。学位论文完成的主要工作有:(1) 根据系统辨识所需的先验知识、实现的原理和一般步骤, 深入地研究了岩体系统本构模型辨识的特点, 从一般角度探讨了岩体本构模型辨识的途径和实现的方法;(2) 将n 阶线性偏微分方程视为连续介质弹2粘弹性本构方程的一般数学描述, 将初始地应力和特定形状洞室的开挖作为已知的输入, 现场实测数据作为系统的输出响应, 用解析的方法建立了隧道围岩系统弹2粘弹性本构模型辨识的一般方法, 并编制了相应的有限元为基础的辨识程序EV E ID;(3) 将P. Perzyna 方程的一般形式视为连续介质弹2粘塑性本构方程的一般数学描述, 基于上述(2) 中同样的输入、输出条件, 并考虑洞室开挖面空间影响效应, 建立了弹2粘塑性本构方程中流动系数C和屈服准则的函数5 的辨识方法, 并编制了以二维弹2粘塑性有限元为基础的辨识程序EV P ID;(4) 用数值方法正面分析了流动系数C和屈服准则的函数5 对隧道开挖中围岩位移影响的敏感性, 从而证明了C和5 的可辨识性, 并建立了C和5 的寻优途径;(5) 探讨了基于上述粘弹、粘塑性本构模型的辨识, 实现隧道掘进中围岩变形和应力、围岩稳定、支护结构安全度、工程投入运营后长期稳定性的预测及实时的支护质量监测与反馈修正的方法;(6) 用本文的辨识程序, 对某矿井下巷道掘进中的实测收敛值进行了实际的辨识计算, 证明了所提出的辨识方法的可行性。  相似文献   

5.
岩土本构模型智能识别的若干研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
岩土本构模型识别是反分析研究的一个重要方面,智能方法的引入极大地推动了其研究.主要从以下6个方面介绍了目前本构模型智能识别的一些研究进展及可能方向本构模型的神经网络逼近;本构模型的神经网络描述;模型类内进化识别模型类间进化识别;模型形式的进化识别;模型形式的进化重构.  相似文献   

6.
基于层叠模型的岩土材料流变本构关系识别   总被引:3,自引:2,他引:1  
层叠模型是一个强大流变模型库,层叠模型参数确定的过程也是本构关系识别的过程。在它的基础上,介绍了一种岩土材料流变本构关系的识别方法,为克服流变本构模型识别过程中强烈依赖于特定模型的不足提供了新的思路。通过目标函数对设计变量的敏感度分析选取非线性优化初始值,较有效地克服了它在流变本构模型参数确定过程中易陷入局部极值的不足,从而为非线性位移反分析法(有限元与复形优化方法相结合)提供了一种初始值选取方法。  相似文献   

7.
考虑应力路径的砂土的神经网络本构关系模型   总被引:9,自引:2,他引:7  
基于反问题中的模型参数辨识理论,通过人工神经网络,建立不同应力路径下的砂土神经网络本构关系模型,这种本构关系的建模方法有利于传统的建模方法,它不仅可以充分利用试验数据所包含的信息,还可以反映出不同的应力路径对本构关系的影响,这对实际工程的数值模拟与仿真有着重要的意义。  相似文献   

8.
粒子群优化(PSO)算法是一类随机全局优化技术,具有收敛速度快、规则简单、易于实现的优点。高地应力条件下硬岩本构模型参数的确定是个尚未解决的难题。以一种适用于高地应力条件下的硬岩本构模型为研究对象,提出基于PSO算法的本构模型参数辨识方法。该方法从本构模型参数的随机值出发,以破坏区的数值计算值与实测值的误差大小作为适应度来评价参数的品质,利用PSO算法规则实现模型参数的进化,搜索出全局最优的模型参数值,从而实现硬岩本构模型参数的自适应辨识。采用该方法对加拿大的Mine-by隧洞和我国的太平驿水电站引水隧洞进行了围岩本构模型参数识别,计算结果与实测情况相吻合,表明该方法是科学可行性的,具有较高的效率和精度。  相似文献   

9.
建立岩土本构模型的新方法—映射分解法   总被引:1,自引:0,他引:1  
王权民  李刚 《地下空间》2002,22(2):133-136,141
本文提出了建立岩土本构模型的新方法-映射分解法,论证了该方法的数学基础,给出了相应的物理解释,介绍了用试验确定模型参数的方法,讨论了该方法对岩土介质的广泛适用性。  相似文献   

10.
智能岩石力学(2)——参数与模型的智能辨识   总被引:45,自引:18,他引:27  
1引言输入参数和本构模型是岩石力学研究中最核心的两个问题。然而,由于岩石力学的研究对象是复杂的地质体,受断层、节理裂隙切割,加上工程开挖和外部环境的影响,致使许多情况下,我们不能获得很好的输入参数和本构模型。“输入参数和本构模型给不准”已成为岩石力学理论分析和数值模拟的“瓶颈”问题。本文应用智能岩石力学的观点【’,’],就如何进行输入参数和本构模型的自适应辨识进行探讨。2输人参数的智能辨识2.1利用基于信息分形的神经网络巨构有关研究表明,岩体力学信息存在分形自相似性。例如,在空间和尺寸上,岩石微破裂…  相似文献   

11.
基于生态竞争模型的岩土本构模型辨识新算法   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
为了进行模型类间辨识及参数反演 ,基于分子生物学原理 ,模拟自然界多物种竞争的现象 ,以更能反应生物进化本质的进化规划为框架 ,提出了一种模拟生态竞争模型。在此基础上进行了岩土本构模型类间辨识及参数反演的研究 ,提出了一种模型辨识新算法 ,初步解决了从一组模型类中抉择最佳模型并同时反演参数的问题。最后 ,用一个简单算例证明了该算法是可行和有效的。  相似文献   

12.
《Soils and Foundations》2005,45(2):155-165
A numerical method is developed for the prediction of large deformations associated with a geomaterial flow during the occurrences of such geo-disasters as landslides and slope failures. The geomaterial is modeled as a viscous fluid, where a Bingham type constitutive model is proposed based on Coulomb's failure criterion and the viscosity is derived from the cohesion and friction angle. Numerical experiments on a 2D gravitational flow of a geomaterial column show that the constitutive model performs well. For solving Navier-Stokes's equations, Constrained Interpolated Profile (CIP) scheme is utilized, which is able to efficiently treat solid, liquid and gas together and has been successfully applied to problems in fluid dynamics. To prevent numerical instabilities due to a large Bingham viscosity, an implicit calculation procedure is proposed to calculate the viscous forces in the CIP. The method is finally used to simulate an earthquake-induced landslide that took place on May 26th, 2003 in the Northern part of Miyagi Prefecture in Japan. Results from soil-slump tests on the samples from the landslide site are used for determining the parameters in the simulation. Good agreements between the calculated and the observed results are obtained.  相似文献   

13.
In this paper, a finite element method (FEM)-based multi-phase problem based on a newly proposed thermal elastoplastic constitutive model for saturated/unsaturated geomaterial is discussed. A program of FEM named as SOFT, adopting unified field equations for thermo-hydro-mechanical-air (THMA) behavior of geomaterial and using finite element-finite difference (FE-FD) scheme for so/l-water-air three-phase coupling problem, is used in the numerical simulation. As an application of the newly proposed numerical method, two engineering problems, one for slope failure in unsaturated model ground and another for in situ heating test related to deep geological repository of high-level radioactive waste (HLRW), are simulated. The model tests on slope failure in unsaturated Shirasu ground, carried out by Kitamura et al. (2007), is simulated in the framework of soil-water-air three-phase coupling under the condition of constant temperature. While the in situ heating test reported by Munoz (2006) is simulated in the same framework under the conditions of variable temperature hut constant air pressure.  相似文献   

14.
周建廷  刘元雪 《岩土工程学报》2007,29(11):1636-1641
基于连续介质力学基本概念得出岩土损伤复合体理论的应力–应变合成一般模式,简化得出岩土各向同性损伤复合体理论的应力–应变合成模式,建立了岩土各向同性损伤本构模型。提出了岩土各向同性损伤本构模型的数值求解法。通过对一个算例分析,加深了对岩土损伤机理的认识。计算分析认为:串联假设不适用于岩土体;严格意义上,并联假设不适用于岩土体;当应力较小时混合体的应力–应变关系与理想原状岩土类似,与重塑土差异较大,应力较大时,应力–应变关系特点与应力路径有关。  相似文献   

15.
The response of rocks to stress can be highly non-linear, so sometimes it is difficult to establish a suitable constitutive model using traditional mechanics methods. It is appropriate, therefore, to consider modeling methods developed in other fields in order to provide adequate models for rock behavior, and this particularly applies to the time-dependent behavior of rock. Accordingly, a new system identification method, based on a hybrid genetic programming with the improved particle swarm optimization (PSO) algorithm, for the simultaneous establishment of a visco-elastic rock material model structure and the related parameters is proposed. The method searches for the optimal model, not among several known models as in previous methods proposed in the literatures, but in the whole model space made up of elastic and viscous elementary components. Genetic programming is used for exploring the model's structure and the modified PSO is used to identify parameters (coefficients) in the provisional model. The evolution of the provisional models (individuals) is driven by the fitness based on the residual sum of squares of the behavior predicted by the model and the actual behavior of the rock given by a set of mechanical experiments. Using this proposed algorithm, visco-elastic models for the celadon argillaceous rock and fuchsia argillaceous rock in the Goupitan hydroelectric power station, China, are identified. The results show that the algorithm is feasible for rock mechanics use and has a useful ability in finding potential models. The algorithm enables the identification of models and parameters simultaneously and provides a new method for studying the mechanical characteristics of visco-elastic rocks.  相似文献   

16.
In numerical modelling, selection of the constitutive model is a critical factor in predicting the actual response of a geomaterial. The use of oversimplified or inadequate models may not be sufficient to reproduce the actual geomaterial behaviour. That selection is especially relevant in the case of anisotropic rocks, and particularly for shales and slates, whose behaviour may be affected, e.g. well stability in geothermal or oil and gas production operations. In this paper, an alternative anisotropic constitutive model has been implemented in the finite element method software CODE_BRIGHT, which is able to account for the anisotropy of shales and slates in terms of both deformability and strength. For this purpose, a transversely isotropic version of the generalised Hooke's law is adopted to represent the stiffness anisotropy, while a nonuniform scaling of the stress tensor is introduced in the plastic model to represent the strength anisotropy. Furthermore, a detailed approach has been proposed to determine the model parameters based on the stress–strain results of laboratory tests. Moreover, numerical analyses are performed to model uniaxial and triaxial tests on Vaca Muerta shale, Bossier shale and slate from the northwest of Spain (NW Spain slate). The experimental data have been recovered from the literature in the case of the shale and, in the case of the slate, performed by the authors in terms of stress-strain curves and strengths. A good agreement can be generally observed between numerical and experimental results, hence showing the potential applicability of the approach to actual case studies. Therefore, the presented constitutive model may be a promising approach for analysing the anisotropic behaviour of rocks and its impact on well stability or other relevant geomechanical problems in anisotropic rocks.  相似文献   

17.
为了解决输电塔等工程结构在不确定因素干扰下的损伤识别问题,提出了一种基于关联模态的云推理算法。建立残余力基本方程,并分析了基于残余力向量的损伤识别原理;提出了基于残余力的云推理算法,给出了云模型的数字特征,分析了前件云发生器和后件云发生器,给出了基于灰云模型的定性规则库建立方法,并利用云规则组成了相应的云推理系统。考虑到残余力法易受测量噪声等不确定因素干扰的弱点,进一步提出了关联模态云推理算法,以提高损伤识别的精度和可靠性,并采用输电塔结构模型进行了损伤识别研究。数值计算结果表明,关联模态云推理算法可以较好地识别出结构损伤,其识别效果明显优于残余力向量法和残余力云推理算法。  相似文献   

18.
 堆积软岩的主要力学特性有应变软化、流变、受中间主应力影响等,为了尽可能完整地描述这些力学特性,提出一个全新的黏弹塑性本构模型。该模型基于下负荷面和tij概念,以超固结状态与正常固结状态之间的孔隙比差r为状态变量,并在该状态参量的演化律中引入非齐次函数,使模型能综合描述软岩的应变软化、流变和受中间主应力影响的力学特性。新模型仅比剑桥模型多了4个参数,而且4个参数都具有明确物理意义,可通过常规三轴试验确定。以降雨引起的软岩边坡的渐进性破坏为工程背景,用水土耦合有限元来探讨2种不同地下水位变化对边坡破坏的影响,从坡体的剪应变分布、位移矢量、破坏的传播等方面分析边坡的破坏机制。  相似文献   

19.
从热力学出发,采用连体介质热力学定义,先辨识等温变形条件下系统外力作功产生自由能与耗散能的互补关联;再应用热力学状态变数的概念,在自由能势函数与耗散能势函数中导入有效应力、弹性应变、塑性应变及塑性应变增量等状态变数,将热力学状态函数描述系统内能量转移轨迹的功能等效应用,据以推导临界状态本构模型中屈服条件、流动法则及硬化规律的合理表达形式。研究方向着重在土壤弹塑性本构模型参数的研选与物理性诠释,目的是:在此延展的临界状态本构模型中导入新的参数,据以拓展模型描绘土壤材料本构行为的能力。亦由于关键性的参数导入,使得本研究构建的模型更能合理地描述各类型土壤的异向性本构行为;在本文后续的模型验证研究工作中,该项成果的数值模型已可精确地提供数值分析数据,在与工程监测资料的比对上呈现优于莫尔–库仑模型和修正剑桥模型的符合性。  相似文献   

20.
本文提出一种实用的工业PI或PID调节器的最优整定计算方法.它既是一种调节系统的理论整定计算方法;又可用于计算机控制系统的闭环辨识和在线整定.这个方法基于利用Чебышёв级数对调节系统扰动特性作近似反演,进而导出各种性能指标的近似复域形式来进行参数优化.因此对于具有高阶模型的被调对象,尤有工程实践意义.  相似文献   

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