基于统一滑移线场理论的边坡稳定分析

应用统一滑移线场理论 ,研究了刚塑性体平面应变问题和空间轴对称问题的滑移线场理论的控制方程 ,给出了平面应变和轴对称下的统一滑移线场理论 ,并推导出典型边坡和路基极限荷载的统一解 ,当取不同的参数 b及 α时 ,该统一解退化为 Mohr- Coulomb解和 Tresca、Mis-es解 .它能适用于不同的材料和不同的受力情况 ,对充分发挥材料的潜力 ,有重要的工程应用价值     

广义Hoek-Brown破坏准则平面应变问题的滑移线场理论

根据弹塑性力学平面应变问题的特点,推导广义Hoek-Brown破坏准则平面应变问题应力分量的双参数表达式。代入静力平衡微分方程,得到双曲型一阶拟线性偏微分方程组。运用行列式方法,在适当的变量代换后,获得应力偏微分方程组的特征方向和特征上的微分关系。特征方向表明塑性区中的共轭斜交剪切滑移面形成两族非正交滑移线,其共轭角随极限应力状态和Hoek-Brown岩体材料物性参数而变化。由于对称初始应力场条件下圆形硐室理想弹塑性围岩塑性区内最大主应力方向为环向,而滑移线切线方向与最大主应力方向的夹角是最小主应力(径向应力)的函数,结合圆形硐室理想弹塑性围岩的应力分布的分析解,获得滑移线的极坐标曲线所满足的微分方程,进而得到其极坐标曲线方程。     

堆石料平面应变条件下统一强度理论参数研究

 堆石料的常规三轴、方形三轴和平面应变试验对比分析表明,方形三轴试验的应力–应变曲线与常规三轴的存在显著差异,方形三轴试验对应的峰值强度高于常规三轴试验,堆石料密度较大时,应力–应变曲线呈现软化特征,存在明显的偏应力峰值。任何一组方形三轴试验对应的莫尔圆大致具有同一条公切线,平面应变试验也具有类似的强度特性,可采用直线型Mohr-Coulomb破坏准则描述堆石料的强度特性,同一种堆石料在平面应变条件下破坏时的Lode参数基本保持不变,且在数值上近似等于方形三轴试验对应内摩擦角的正弦值。在试验结果的基础上,通过双剪强度理论建立平面应变条件下堆石料的强度与方形三轴强度的关系式。对平面应变状态下堆石料强度影响因素分析表明,在本文的模型框架内,平面应变状态下的内摩擦角仅与三轴应力状态下的内摩擦角相关,而对应的黏聚力主要取决于方形三轴试验对应的黏聚力,三轴应力状态下的内摩擦角对其影响较小。通过与试验数据的对比表明,本文建立的强度关系式基本可以描述堆石料在平面应变条件下的强度特性。     

边坡极限荷载的统一滑移线解

采用统一强度理论和统一滑移线场理论对两种边坡的极限荷载进行了分析,得到了统一滑移线解,以往的经典塑性力学的解均为文中解的特例。利用此解可合理地得出不同材料的相应解,并能考虑材料的拉压异性和中间主应力效应。     

应用双剪滑移线理论计算桩端端阻力

 基于Mohr-Coulomb理论计算得到的桩端端阻力，由于没有考虑中间主应力的影响而与实际结果相差比较大。为此，应用双剪强度理论，借鉴A. Serrano和C. Olalla研究桩端位于岩石中的端阻力计算方法，并基于一定的假设和滑移线模式，建立滑移线场，充分考虑岩土材料的拉伸强度和压缩强度的不等性，得到边界1上的应力圆，通过滑移线的传递公式，得到边界2上的应力，最终推导出考虑中间主应力的桩端端阻力公式。根据武汉地区的实际工程数据，分别按Mohr-Coulomb准则和双剪强度理论求得桩端土为砂土时的端阻力，通过对比分析可知，由于考虑中间主应力的影响，应用双剪强度理论得到的结果更接近实际情况，应用该方法计算桩端端阻力，具有较好的实际应用价值。     

基于统一强度理论朗肯土压力的计算研究

 采用双剪统一强度理论主应力型表达式和平面应变假设,首先将挡土墙土压力问题视为平面应变问题,通过广义虎克定律确定出中主应力 ,并根据朗肯土压力分析原理确定出另外一个主应力,最后结合双剪统一强度理论主应力型表达式分别推导朗肯主动土压力和被动土压力的计算公式。该公式除了引入考虑中主应力影响的系数b,还通过广义虎克定律把材料的泊松比 引入朗肯土压力计算公式中。经典的朗肯土压力计算公式仅为该统一解的特例。该统一解可以灵活地运用于各种不同特性填土材料的土压力计算。最后通过一算例讨论不同权系数b对计算结果的影响。分析表明：采用经典的朗肯被动土压力理论所得到的结果是偏小的,而采用经典的朗肯主动土压力理论所得到的结果是具有一定的安全储备;双剪统一强度理可以更好地发挥材料的强度潜力,可取得一定的经济效益。     

平面应变问题非连续分叉统一解

运用统一强度理论 ,对弹塑性材料的非连续分叉现象进行了研究 ,获得了非关联弹塑性材料在平面应变条件下非连续分叉的起始方位角以及相应的硬化模量的统一解析解形式。由于考虑了材料的非关联流动以及拉压异性 ,此解可适用于岩土类材料以及其它类别的弹塑性材料。已有文献中的非连续分叉起始方位角结果为本文统一解的特例或线性逼近。研究表明 ,材料的拉压异性以及所受的中间主应力对非连续分叉有较大影响。同时指出不同强度准则对于弹塑性材料非连续分叉的影响以及正确选择符合所研究材料的强度准则在非连续分叉的研究中是重要的。进一步分析表明 ,对于平面应变情形 ,剪切带同滑移线本质上是一致的。通过与实验结果比较 ,验证了统一非连续分叉理论的合理性和正确性。     

边坡极限荷载的统一滑移线解与有限元分析

应用统一滑移线场理论分析了边坡的极限承载力,给出了钝角边坡和无限半空间土的极限荷载求解公式,此解考虑了材料的拉压异性和中间主应力的效应,并用大型有限元软件ANSYS进行了数值分析,二者结果比较接近,证明了统一滑移线场理论能充分发挥材料的性能,在实际的分析中采用统一解可取得良好的经济效益。     

岩土类材料的统一强度理论及其应用

岩土类材料的强度理论是土木、水利、铁道、矿业等工程中的一个重要的基本问题。以往各种强度理论一般只适用于某一类特定的材料。本文对材料强度理论不作任何假设（如外凸性等），直接根据材料单向拉伸和单向压缩强度极限（也可用岩土工程中常用的材料强度参数Ｃ＿０和φ），从一个统一的单元体模型出发，考虑所有应力分量以及它们对材料破坏的不同影响，建立一个能够适用于各类材料的统一强度理论和统一形式的数学表达式。它包含了现有各种主要强度理论和一些尚未表达过的新的强度理论。按统一强度理论表达式得出的两大族８种强度准则可以适用于各种岩土类材料，并可由此蜕化得出两族适用于金属材料的统一形式屈服准则。     

高应力状态下岩石非线性统一强度理论

Hoek-Brown破坏准则和广义Hoek-Brown破坏准则广泛应用于岩石工程,其缺点是没有考虑中间主应力效应。为此,建立了一对双剪模型,它们包含两个双剪应力、对应于双剪应力作用面的两个正应力和两个或一个较小主应力。根据这一对模型,可以推出俞茂宏提出的统一强度理论和昝月稳、俞茂宏和王思敬提出的岩石非线性统一强度准则和广义非线性统一强度准则。当b = 0时,岩石非线性统一强度准则就变成了Hoek-Brown破坏准则。当岩石所受到的应力状态从低应力水平到高应力水平时,岩石的破坏从脆性破坏转化为韧性破坏。与Hoek-Brown破坏准则相同,岩石非线性统一强度准则和广义非线性统一强度准则只适应于3s相似文献   

基于滑移线场理论的边坡滑裂面确定方法

发展了一套基于滑移线场理论,并根据有限单元法的计算结果来确定边坡滑裂面的数值模拟方法,在此基础上研究了流动法则对边坡稳定分析的影响。该方法可以考虑弹性区与塑性区的区别,并可以考虑不同的流动法则。给出了滑移线方向场数值模拟的具体方法和由滑移线方向场追踪滑移线的方法,提出安全系数最小的滑移线即为边坡的滑裂面。算例证明了方法的有效性。研究结果表明,对于无约束的天然边坡,自重作用下其安全系数受流动法则的影响较小,而滑裂面的位置随流动法则的不同而不同;当坡顶有荷载作用时,尤其是边坡的稳定性主要由坡顶荷载决定时,无论是安全系数还是滑裂面,流动法则的影响均很大,采用相关联流动法则可能会高估边坡的稳定性。     

基于双剪统一强度理论的轴心受压钢骨-钢管混凝土短柱承载力研究

从双剪统一强度理论出发,推导出钢骨-钢管混凝土中核心混凝土抗压强度的计算公式,从而得出钢骨-钢管混凝土轴压短柱承载力理论计算公式,并与文献的试验结果和已有的计算公式进行比较,所得结果吻合较好,说明双剪统一强度理论对于钢骨-钢管混凝土承载力的理论计算具有很好的适用性,为钢骨-钢管混凝土的分析计算提供了又一有效的方法。     

基于统一强度理论的密肋复合墙体轴心受压承载力分析

结合前期试验成果,采用考虑中间主应力σ2的影响、拉压性能不同的适用于各种材料的复杂应力状态下的双剪统一强度理论,分析密肋复合墙体中砌块对轴心受压承载力提高的原因,修正了原有的承载力计算公式,并与试验结果进行对比。结果表明:采用双剪统一强度理论修正后得到的轴心受压承载力公式计算值与原有公式相比更接近试验值,对于实际工程,具有一定的准确性和经济性;同时统一强度理论对于密肋壁板结构的理论计算有良好的适用性。     

线性和非线性的统一强度理论

统一性,即将以前相互没有联系的概念、方法、理论、现象等统一起来,这是一个科学理论美的重要特点之一。统一强度理论是一种新的序列化的理论,它不仅建立起各种线性破坏准则的相互联系,并且产生一系列新的准则。单剪强度理论、双剪强度理论和介于单剪强度理论与双剪强度理论之间的一系列线性准则均为它的特例。但是,它没有将Huber-von Mises准则等非线性准则统一起来,而只能线性逼近它们。根据一个新的力学模型,提出一个普遍形式的统一强度理论,它不仅将单剪强度理论和双剪强度理论的线性准则统一起来,并且将八面体剪应力理论的非线性准则统一起来,从而建立起各种强度理论之间的相互联系,并将最常用的各种强度理论统一于一体,形成一个线性和非线性准则统一的普遍形式的强度理论,可以适用于更多的材料。     

基于统一强度理论生态复合墙体受剪极限承载力分析

基于试验研究及理论分析,结合生态复合墙体受力特性、破坏过程及破坏模式,提出生态复合墙体复合材料等效弹性板模型;建立生态复合墙体整体斜压杆计算模型。采用适用于各种材料复杂应力状态下的双剪统一强度理论,推导出生态复合墙体的受剪极限承载力计算公式,应用此公式对前期试验墙体进行分析。将理论结果与试验数据进行对比分析,结果表明:该模型能够较好的反应生态复合墙体的极限承载力特性,可用于不同尺寸、配筋和内填材料生态复合墙体的极限承载力验算。     

结构系统可靠性分析的统一理论

本文对结构系统可靠性分析问题进行了深入的研究,在全局分枝-约界算法的基础上,建立了结构系统失效模式识别和可靠性分析的统一理论,并探讨了结构系统可靠性分析结果在土木工程领域的可实证性问题.     

20世纪岩石强度理论的发展--纪念Mohr-Coulomb强度理论100周年

190 0年莫尔 (O. Mohr)教授建立了著名的莫尔 -库仑 (Mohr- Coulomb)强度理论。 10 0年来 ,岩石强度理论广泛吸引了工程师和物理学家 (包括工程地质专家、力学家、地球物理学家、材料科学家和土木、机械工程师等 )的注意 ,对岩石在复杂应力状态下的强度理论 (破坏准则 )以及它们的实验验证进行了大量研究 ,提出了众多岩石破坏准则 ,并进行了大量轴对称围压三轴试验和真三轴试验。对 10 0年来的岩石强度理论研究的发展和主要结果进行小结 ,特别是从理论上总结了从强度理论的下限 (莫尔 -库仑单剪强度理论 ,190 0 )到上限 (双剪强度理论 ,俞茂宏 ,1985 )到统一强度理论 (俞茂宏 ,1991)的发展。对 10 0年来岩石强度理论发展的回顾 ,将有助于我们对岩石强度理论的理性认识和合理选用