根土复合体应力应变特性的试验研究

以香根草根系为研究对象,将根系与土壤视为一整体,探讨在不同含根量下根土复合体抗剪强度指标的变化规律,应用室内三轴试验的方法研究了根土复合体的应力-应变关系及强度特性,并且比较了素土与含根土的强度特性,以及它们的变形破坏模式。     

单轴压缩下基于轴向塑性应变的岩石裂纹闭合应力与损伤应力阈值的评估方法（英文）

量化裂纹应力阈值对认识岩石材料的变形与破坏具有重要意义。本文首先提出了一种基于轴向塑性应变评估岩石裂纹闭合应力和损伤应力阈值的新模型。随后,通过比较提出方法与已有方法的估计结果,验证了本文提出方法的准确性。最后,讨论了弹性模量取值误差对应力阈值计算结果的影响。结果表明,提出方法计算结果与已有方法计算结果非常接近,说明提出方法可以准确识别岩石材料的裂纹闭合应力和损伤应力阈值。此外,本文提出方法能显著降低弹性参数取值对岩石应力阈值计算结果的影响,能够更客观地确定岩石材料的裂纹闭合应力和损伤应力阈值。基于以上结果,本文还提供了详细的计算流程图以消除弹性模量误差造成的影响。     

各向同性材料受各向异性弹性损伤时的应力应变关系

构造了具有主对称性的损伤影响张量,研究了弹性各向异性损伤时的有效应力,按照Lem aitre应变等价性假设,建立了弹性各向异性损伤应力应变关系,并引入了材料的有效柔度张量.由于应力应变关系应该具有对称性,因此要求有效柔度张量具有对称性.采用S idoroff的弹性能等值假设和弹性余能等值假设构造了材料的有效柔度张量.推导出损伤应变能释放率张量.推导了各向同性材料在受各向异性弹性损伤时的应力应变关系,分析表明,原为各向同性的材料,在受各向异性损伤后,表现出各向异性.     

冰碛土的应力-应变-强度特性的研究

本文针对四川某一电站土石坝工程的心墙料——冰碛土进行了一系列的试验研究。研究表明:随着围压力的升高,冰碛土的强度降低,强度包线为折线型式;平面应变的试验强度高于常规三轴的试验强度,文中提出了二者的转化关系式。     

不同应力路径下粗粒土的应力应变强度特性

本文用常规三轴仪,对粗粒土在饱和状态下进行了k_0固结试验,等应力比固结试验,以及等压固结下不同应力路径的剪切试验。试验结果表明,对于试验所用粗粒土,其静止侧压力系数k_0并不是常数,而是随应力的变化而变化。试验结果还表明,在相同固结条件下,试样沿不同应力路径剪切,不仅其峰值强度不同,而且其应力应变曲线特性,抗剪强度指标c、φ不同。     

岩石全应力应变微观破裂模型

根据岩石的破裂机理，本文提出了在单轴压力下的全应力应变关系的微观破裂模型。模型模拟变形和累进破裂中的应力应变关系。     

岩石受压应力应变关系的扰动状态理论描述

扰动状态理论(Disturbed State Concept theory,DSC)利用本构模型描述材料响应:材料的真实响应是两种参考响应的加权平均值,参考响应利用合适的本构模型得到.扰动状态理论结果和RMT150B岩石实验系统得到的实验结果都可以给出稳定的、连续的、包括软化段的应力应变关系曲线.在岩石单轴受压实验中,在一定应变范围内试件保持在连续体状态,这一点与扰动状态理论的理论基础一致.从压密点开始描述应力应变关系,压密点同时提供了应力应变关系曲线的计算初始值.应力应变与体应变的描述中,扰动因子演化方程分别以有效塑性偏应变值和当前轴向应变值作为自变量.对红砂岩的体应变描述也同样体现扰动状态理论的平均化思想.     

关于具有软化性能土的应力-应变关系的研究

研究了土的一种典型的应力-应变关系线,即显示出软化性能的应力-应变关系,在指出这种应力-应变关系线的特征基础上,给出这种典型应力-应变关系线的数学表达式,以及割线模量和切线模量的表达式;给出了该数学表达式的参数确定方法,并以一个实例来说明如何从试验资料确定这些参数。这项成果为建立一个可以表示土软化性能的非线性力学模型提供必要的基础。     

砌体受压应力-应变关系

通过一个细观模型,从细观层次上分析了砌体在单调受压荷载作用下的损伤破坏机制,解释砌体受压应力-应变关系的非线性和应变软化,根据能量原理,建立了砌体轴心受压时的损伤本构关系模型,提出一类损伤函数表达式,利用应力-应变曲线特征条件和标准试件强度值确定模型参数,分析得出应力-应变关系仅与砌体的峰值点割线弹性模量与原点切线弹性模量有关,该式能反映砌体受压试验所表现的特征,与已有受压结果相比较,结果吻合良好.     

梁式结构损伤诊断应变模态理论研究与仿真分析

运行中的建筑结构的损伤诊断方法是目前工程界关注的热点问题之一。分析了位移模态、应变模态与曲率模态3者之间的关系,以一混凝土悬臂梁为研究对象,用ANSYS有限元软件,建立了仿真模型,通过对不同损伤位置和不同损伤程度工况的模拟,进行结构损伤辨识研究,旨在通过结构损伤前后的位移模态和应变模态的振型比较,揭示应变模态在结构损伤诊断中的规律,为使用中的大型建筑结构损伤诊断研究提供理论借以参考。     

基于应变模态及结构优化技术的结构损伤程度识别方法

应用结构优化技术对结构损伤程度进行识别.在结构损伤区域内,以每个单元拟识别的损伤程度指标作为设计变量,以结构局部区域内损伤前后应变模态差极小为目标函数,建立结构识别模型,采用序列线性规划法求解识别模型,算例表明此解可以很好地定位结构损伤的位置及程度.     

基于应变模态和贝叶斯方法的杆件损伤识别

提出了一种基于空间杆系结构应变模态和贝叶斯统计方法的损伤识别方法。对于空间杆系结构,认为其杆件只承受轴向应力,因此,由节点位移可得出各杆件应变。文中采用一个转换矩阵来表示这种关系,进而得出应变模态的摄动矩阵。然后,对可能损伤的杆件乘以一刚度系数,由于应变模态误差能用高斯分布近似模拟,应用贝叶斯统计方法便可得到这些参数的概率密度函数。由此函数值的最大化构造目标函数进行优化,通过得到的各参数的最优解就能判断杆件的损伤状况。最后,通过数值算例对该方法进行了验证。     

高地应力水平对爆破开挖损伤区声波检测及损伤程度评价的影响

随着地下工程埋深的不断增加,深部岩体工程中围岩开挖损伤区深度及程度的准确评价逐渐受到深部高地应力场的影响,其影响程度的合理评估成为研究重点。依托某水电站深埋引水隧洞开挖工程,采用应力逐步解除方案,通过在取样区域外围钻设形成环形封闭边界的常规取样孔,逐步解除取样区域内岩体应力,并在取样区域内进行钻孔与低应力取芯,继而利用声波检测装置对外围应力解除孔和内部取芯孔周边岩体的损伤程度进行检测,以此获得相同位置岩体在不同地应力条件下的损伤区深度及程度的声波检测结果。同时,结合内、外取芯孔获取的不同应力水平下的岩芯,开展室内试验,基于Hoek-Brown强度经验公式,利用声波波速计算得到相同位置岩体在不同地应力条件下的岩体单轴抗压强度,从而判断不同地应力条件对爆破开挖损伤区声波检测结果及损伤程度评价的影响。研究表明：高应力条件下,常规取样与声波检测法会在一定程度上低估围岩的损伤区深度和损伤程度,同时严重高估岩体单轴抗压强度。当初始应力水平为45 MPa时,围岩损伤区深度和损伤程度大约会被低估约10%～30%;当地应力水平由45 MPa降至30 MPa时,岩体的单轴抗压强度会被严重高估约30%～100%。因此,高地应力水平对爆破开挖围岩损伤区声波检测与评价结果存在明显影响,工程中运用波速指标评价岩体质量必须考虑地应力水平对声波检测的影响,并进行适当修正。     

岩石塑性应变损伤模型的建立及应用

岩石塑性变形和损伤变量的微观机制都是岩石中微裂纹的萌生和发育,塑性变形与损伤在岩石材料中是同时出现的,它们的演化规律是相互耦合的.本文采用基于塑性应变的损伤变量,定义岩石在破坏过程中塑性应变增量与损伤增量成正比关系,并把极限塑性应变归一于岩石的临界损伤值,建立了岩石塑性应变损伤模型和本构模型.实验曲线与利用所建立的塑性应变损伤模型计算的应力-应变曲线吻合较好,岩石塑性应变损伤模型能较好地描述岩石整个加载过程中的损伤与应力、应变的关系.并根据岩石塑性应变损伤模型,分析了单轴压缩荷载作用下岩石的应力和应变与损伤的演化规律.     

基于应变测试数据的梁结构损伤识别

本文采用结构应变测试信号,引入了伪比能概念,直接在时域内对梁结构进行损伤识别。为了减少损伤识别的分析计算时间、提高识别精度,采用了“两步法”识别法：第一步,建立了伪比能（Pseudo Strain Energy Density）损伤识别指标,利用其来进行损伤定位;第二步,在损伤定位的基础上,利用遗传算法对损伤部位的具体损伤程度进行判别。并通过编程连接了Matlab与ANSYS,形成了完整的基于遗传算法的结构损伤识别系统。最后,通过一钢筋混凝土三跨连续梁有限元模拟数据,验证了本文提出的方法的有效性。     

岩石中间主应力效应及强度理论研究进展

综述岩石中间主应力效应试验和强度理论的研究进展,总结了岩石中间主应力效应的基本规律和现有岩石强度理论的特点与不足,最后介绍了统一强度理论及其对岩石真三轴试验的预测与在岩土工程中的应用。研究结果表明：中间主应力效应及其区间性是岩石强度的重要特性,且已是目前岩石强度准则建立所必须考虑的基本问题之一;应用统一强度理论并考虑更多复杂因素的综合影响,可得到更符合实际情况的较理想解答。     

损伤定位中应变模态指标的改进研究

由于传统的应变模态差指标峰值大小随损伤程度而变化,在利用应变模态差指标作为神经网络输入来识别损伤位置时,就很可能产生误判,为消除损伤程度对应变模态差指标的影响,本文对应变模态差指标进行改进,并给予了理论证明,并通过悬臂梁数值仿真算例进行验证。验证结果表明,所建议的改进方法指标与理论研究一致。     

双轴应力下混凝土材料的损伤演变

利用作者提出的混凝土各向异性损伤模型研究了混凝土材料双轴应力下的损伤演变规律在双轴应力比小于4.37的情况下与较小应力对应的损伤将被抑制不发生演变损伤只在加载平面内产生破坏面与加载面平行     

一种环境激励下基于应变测试的结构损伤指标

在线结构监测的损伤识别指标须对结构局部损伤敏感且计算量小以适合在线数据处理的需求.应用自然激励技术及数理统计理论,建立了基于环境激励下结构应变测试数据的损伤指标。算例比较表明,基于应变测试数据建立的损伤指标比基于位移及模态频率的指标对结构局部损伤更为敏感,依据应变测试数据的损伤指标可以很好地检测损伤的发生并大致确定损伤发生的位置.