平面应变条件下结构性黄土本构模型试验研究

黄土在我国分布广泛,且大多都具有显著的结构性,黄土工程中又有许多平面应变问题,深入研究平面应变条件下结构性黄土的本构关系在理论研究及黄土工程应用中显得尤为重要。为了更合理地描述平面应变条件下结构性黄土的应力–应变关系,基于临界状态土力学理论,提出一个能够反映平面应变条件的结构性黄土本构模型。在模型建立过程中,引入结构屈服压力,依据平面应变试验结果直接确定固定屈服面和加载屈服面,并验证选取塑性体应变pv?为硬化参量的合理性,使本构模型更符合工程中土体的实际受力过程。模型中各参数物理意义明确,可由等向压缩试验和平面应变剪切试验求得,通过试验曲线与模型计算曲线的对比可知,所建立的本构模型可以较合理地描述平面应变条件下结构性黄土加载条件下的强度、变形特性,具有很好的应用前景。     

混凝土细观破裂过程的CT图像分析

在混凝土CT图像的处理、描述、分析等工作方面进行了有益的探索.利用CT技术对混凝土的细观破裂过程进行实时扫描观测,获得了混凝土试件实时CT图像和应力应变曲线,并提取出图像上各点的CT数加以整理.通过对图像和CT数进行分析表明,混凝土试件的裂纹一般围绕骨料在砂浆中扩展,尤其是砂浆与骨料的粘结面是研究混凝土破损的关键区域,混凝土的破坏过程可以分为压密、扩容、CT尺度裂纹扩展、破坏4个阶段.     

基于图像处理技术的混凝土细观动力破损过程CT分析

本文利用CT技术对动压作用下混凝土细观破裂过程进行实时扫描观测,获得了混凝土试件在动荷载作用下裂纹的开裂、扩展、贯通的全过程CT图像.通过运用不同的图像处理分析方法以及对各断面CT数的分析研究了混凝土动力破损全过程.分析表明混凝土试件在动力压缩条件下经历了短暂的压密阶段、扩容阶段,损伤急剧增大到破坏的细观破损过程,其破坏时起裂点增多,裂纹较平直,具有突发性.反映了混凝土动力破损的特点.进而对混凝土材料的细观动力破损过程进行了有益的探索.     

平面应变加、卸荷条件下考虑初始应力的原状黄土#br# 强度与变形特性试验研究

针对黄土工程中的众多平面应变加、卸载问题,利用平面应变改造后的西安理工大学真三轴仪,模拟黄土原位沉积方向及不同初始应力状态,在不同围压下对不同初始应力状态原状黄土进行竖向加载和侧向卸载平面应变试验,揭示不同初始应力状态原状黄土在加、卸载不同应力路径条件下的强度和变形特性。研究结果表明：两种应力路径条件下的应力应变曲线均呈硬化型,加载曲线均高于卸载,加载强度大于卸载强度,但卸载时,土的强度发挥较快。剪切过程中,黄土的侧向变形与竖向变形均呈非线性关系。竖向加载时,土的初始应力状态k值对土强度和变形的影响与固结围压的大小关系紧密;侧向卸载时,k值的增大可以限制侧向变形的发展。竖向加载条件下的体积应变均为剪缩,侧向卸载时均为剪胀。加、卸载条件下p-q平面内的破坏强度线基本一致,近似呈线性关系。侧向卸载条件下土体破坏时的应变远小于竖向加载和常规三轴试验。随着k值的增大,加、卸载应力路径时,黏聚力均线性减小,内摩擦角均线性增大。     

不同加载率对混凝土试件动力特性的影响研究

本文建立三维随机骨料数值模型,在ANSYS软件的基础上,运用等效粘弹性模型,对混凝土圆柱体试件进行了三种加载率冲击荷载的加载计算,模拟分析混凝土的动力特性,并统计出试件起裂点的位置和数目,以此来分析混凝土动强度比静强度增大的原因.结果表明:三种加载率作用下,起裂点的位置几乎不变,但起裂点的面积发生了变化,起裂点的数目不断的增大,并与cT试验中混凝土的破坏过程和起裂点数目两方面进行比较,发现数值试验的破坏过程与cT试验的结果具有相似性,得到混凝土静力加载时破坏面追随结构软弱面向前发展,动荷载作用下裂纹追随能量释放最快路径发展,使得强度得到充分发挥等结论,解释了混凝土强度增大的原因.     

基于CT图像的混凝土三维微观结构在ANSYS中的实现

基于混凝土的CT平面图像信息,用APDL语言生成的程序对混凝土的三维微观结构在大型商业有限元软件ANSYS中进行三维重建.重建过程没有生成点、线、面、体等几何元素,而是利用CT平面图像信息直接生成节点,连接节点生成单元,避免了网格无法剖分现象的出现.生成的单元形状规则,长宽比合理.通过建立的更接近实际混凝土微观结构的数值模型,可利用有限元方法进一步研究基于微观结构的混凝土各项力学特性.