双折线形体变控制的三轴试验研究

通过控制最大排水体变的双折线形应变路径三轴试验,研究了控制排水条件对抗剪强度的影响。试验结果表明双折线形应变路径加载条件下,土体的峰值抗剪强度仅与受剪土样的最大排水体变相关,两者近似呈线性关系;在双折线形应变路径试验剪切全程中,试样都不会达到临界状态;体变与剪应变对于试样的剪切特性影响与剪应变水平有关。     

基于虚拟样机的带传动动态特性分析

主要利用虚拟样机技术建立的简单带传动虚拟样机模型研究带传动在非临界状态下的特性,并通过对带传动虚拟样机模型的仿真分析,得到在非临界状态下带传动中的力、速度和加速度如何变化的曲线,通过分析得到了一些结果,并为进一步如何利用虚拟样机技术对带传动系统特性做深入研究的方式和方法进行了初步探讨.     

应力路径对砂土变形特性影响的试验研究

研究土的性质，不仅需要知道土的初始和最终状态，还需要知道它所受应力的变化过程，根据不同密度的标准砂试样，分别进行了六种不同应力路径的三轴试验研究，以便探讨和揭示应力路径和初始状态对砂土变形特性的影响。     

岩石的屈服模型

本文叙述了在室内和现场所进行的不同应力途径对岩石屈服及其模型的影响。其结果表明:尽管应力途径对岩石性状有重要的影响,然而却不能否定对岩石三轴实验结果所证实的临界状态概念在岩石屈服中的适用性。     

灾害气体变化与煤层自然发火关系的分析与探讨

主要阐述在煤矿开采过程中伴随产生的CO、CH4、CO2、N2、C2H2、C2H4、C2H6等有害气体中,与自燃发火倾向性煤层发火时代表性气体CO、CO2、C2H2、C2H4等的变化规律,火灾代表性气体发展变到某一数值时,表明火灾处于隐患与发火临界点,需采取封闭灭火措施。     

考虑颗粒破碎的砂土临界状态特性描述

近年来,随着土石坝和高填方等工程的兴建,粒状土得到了广泛的应用。粒状土在高应力作用下会发生颗粒破碎的现象相当严重,因此粒状土的颗粒破碎问题不容忽视。为了更合理地描述颗粒破碎对粒状土中砂土力学特性的影响,首先分析砂土试验结果,得出了砂土颗粒分别在平均正应力和剪应力作用下的破碎特性。其次,基于UH(unified haedening,统一硬化)模型,引入可以表示砂土压缩破碎和剪切破碎的相关参数,建立了可以考虑颗粒破碎的砂土本构模型。该模型不仅能够反映砂土的剪胀、剪缩、应变硬化和软化等特性,而且可以反映在平均正应力的作用下,不同的压缩曲线最终会归一的特点,同时还能够反映剪应力作用下砂土临界状态线下移的现象。最后,使用模型预测了Lade的常规三轴试验,模型预测结果与试验结果符合良好,说明该模型能够合理地描述砂土的力学特性。     

常压至高压下砂土强度、变形特性试验研究

 砂土材料常压至高压下的强度、变形特性是构建砂土模型的首要问题。开展3种粒组砂土8 MPa围压范围内的等向压缩试验以及0.2～6.4 MPa围压范围内的三轴剪切试验,将砂土常压至高压范围内的力学特性进行系统分析,以获得能够将常压至高压范围内的强度、变形特性进行统一描述的力学参数。通过研究发现：(1) 砂土在高压下出现一定量的颗粒破碎,改变了砂土的剪切耗能机制,使得砂土三轴压缩剪切由剪胀软化特征向剪缩硬化特征转变;(2) 砂土材料的三轴压缩剪切峰值应力比受砂土粒径、围压共同影响,M-C强度准则在高压条件下不再适用;而残余应力比则基本不受粒径、围压的影响,是典型的无黏性摩擦型岩土力学参数,应作为砂土基本力学特性指标;(3) 砂土材料在常压至高压范围内的剪切过程中存在较明显的临界状态现象,临界状态曲线与等向压缩曲线形态相同均呈指数衰减型并在高压条件下产生交叉,两者共同构成砂土材料的状态区间能够体现常压至高压范围内的剪胀与剪缩特征。     

ABAQUS在计算基坑开挖变形中的应用研究

探讨了商业有限元软件ABAQUS中多孔介质弹性模型与黏土临界状态塑性模型中有关参数的物理含义和基于常规三轴试验及压缩试验成果确定模型中参数值的方法。基于e–lnp′平面中各向等压固结线、回弹线、K0状态压缩线及临界状态线间的相关关系以及修正剑桥模型,推导了K0状态下初始孔隙比与平均主应力的相关关系,并通过子程序嵌入ABAQUS的计算中。采用ABAQUS中多孔弹性模型和临界状态塑性模型相结合的弹塑性本构关系,针对某土钉支护案例的变形进行了计算。分析了支护水平位移以及地面沉降的计算结果的合理性,验证了ABAQUS数值模拟在分析计算基坑开挖变形问题的可行性。     

热动力学的稳态与非饱和土的临界状态

临界状态的概念是临界状态土力学中最重要的概念之一,它是临界状态土力学的基石。但到目前为止,非饱和土临界状态的明确的定义以及到达临界状态的必要条件还没有清晰地给出。基于热力学的理论,推导给出了非饱和土变形过程到达最终点即稳态的约束条件。指出非饱和土变形过程到达最后的结束状态就是稳定平衡状态（简称稳态）,而这种稳态针对非饱和土而言,就是其临界状态;非饱和土的临界状态是具有普适性的热力学过程的稳态的特殊情况。与基于实验给出的非饱和土临界状态的条件相比,给出的非饱和土临界状态的约束条件是更具完备性和一般性,并且是基于严格的热力学的理论推导得到的,而不是根据某一特殊非饱和土样本的实验结果给出的结论。     

采空区临界安全顶板预测的厚度折减法

借鉴强度折减法计算边坡安全系数的思路,提出采空区安全顶板预测的厚度折减法.不断调整顶板厚度,直到其达到临界破坏状态,此时对应的顶板厚度即为安全顶板厚度.当顶板达到临界状态时,其位移将发生突变,计算不收敛,因此,将静力平衡方程组是否有解、计算是否收敛作为顶板破坏的标准.采用同时考虑拉伸和剪切破坏的Mohr-Coulomb准则,对某一采空区顶板安全厚度进行预测,并对采空区周围的应力和变形进行分析,结果表明：当采空区跨度分别为4,7,10,15,20,25 m时,顶板安全厚度为2.1,5.2,9.2,12.3,16.6,22.9 m;采空区跨度较小时,塑性区范围较小,顶板主要破坏形式为冲切破坏;随着跨度的增大,塑性区面积增加,破坏形式转变为垮落;当顶板发生破坏时,计算的不平衡力无法收敛,位移不断发展,位移最大值区域位于采空区正上部.