土-结构物接触面统计损伤本构模型

结合连续强度理论和统计理论,从接触面内部缺陷分布的随机性出发,首次建立了土与结构物接触面的统计损伤本构模型。该模型能反映接触面的应力应变特性,具有参数少、概念明确及应用简便的特点。对接触面厚度的分析表明,指出存在临界厚度,而且接触面厚度的大小与应力峰值点无关。与试验结果的比较表明,文中建议模型合理,具有工程实用价值。     

粗粒土与结构接触面的静动本构规律

进行了系统的粗粒土与结构接触面静动力学试验以研究其本构规律。基于试验得到的宏观和细观测量结果,归纳总结了粗粒土与结构接触面静动力学特性的五条基本规律,即:(1)抗剪强度与法向应力近似成线性关系;(2)在一条法向应力不变条件下的单调剪切应力路径中,剪应力随着剪应变的增加而不断增长并趋向于一稳定值;(3)剪胀体应变由不可逆性和可逆性的体应变分量构成,可逆性剪胀体应变表现出明显的接触面异向性,与剪胀体应变有关的剪应变在总剪应变中所占比例在不同剪切阶段是不同的;(4)压缩性随着法向应力的增大而逐渐降低;(5)受载过程中发生物理状态及力学特性的演化并逐渐趋于稳定。     

粗粒土与结构接触面统一本构模型及试验验证

在试验基础上建立了一个可统一描述粗粒土与结构接触面力学特性的本构模型。提出了新的建模思路,基于试验得到的接触面本构规律建立了模型的数学公式及参数确定方法。进行了多种法向边界条件下接触面单调和循环剪切试验,采用新建立的模型对试验结果进行了预测,模型预测结果与试验结果吻合良好。该模型参数易于确定,能够统一地描述包括单调与循环加载条件下接触面的应变软化、剪胀规律、异向性等主要力学特性,能够合理地考虑受载过程中接触面的物态及相应力学特性的演化,能够统一地描述低法向应力到高法向应力范围内接触面的力学响应。     

土与混凝土接触面反向单剪本构模型

土与混凝土接触面的反向剪切性质是土木工程中一个重要的课题.根据接触面反向单剪试验结果,定量分析了正向剪切历史对不同含水率接触面反向抗剪强度、摩擦角、黏聚力等因素的影响,给出了相关的经验公式.提出了接触面临界正向剪切比的概念.根据改进的应力应变方程,建立了接触面正反向剪切模量公式,其包含了10个土体参数,均可通过接触面试...     

基于应变梯度塑性理论的土-结构接触面本构模型

土-结构相互作用界面层内某点土颗粒的应力,不仅取决于该点的应变及变形历史,而且还取决于与该点邻近的诸多点的应力。结合早期的非局部理论,即考虑非均质材料微小结构之间的相互影响和作用,将非局部塑性剪切应变表达为其本身所对应参数的加权平均,考虑结构面粗糙度对界面层内土体力学特性的影响,建立了相对低应力条件下基于应变梯度塑性理论的土-结构接触面本构模型,模型中各参量物理意义明确。结果表明:利用该模型可以研究土与结构相互作用时接触面上的剪切应力与剪切应变间的关系,尤其是峰值剪应力后即软化阶段二者之间的相互关系。     

土与混凝土接触面特性的大型单剪试验研究及数值模拟

利用研制的大型单剪仪,对细粒土进行了土-混凝土接触面单剪试验研究.从试验结果分析得到剪切破坏带及其厚度.针对土体在剪切带内既有沿界面的错动滑移薄变形,又有自身剪切变形的双重变形机制,提出了接触面剪切滑移薄层单元及其本构关系,并给出其参数的确定方法.通过有限元数值模拟,证明了所提出接触面单元和本构关系的合理性.     

粗粒土与结构接触面作用机理及本构规律分类

分析接触面物理机制,提出能够反映土体与结构相互作用机理的"结构约束"理论,明确接触面的力学特性。在考虑接触面特性状态依赖性基础上,提出了接触面剪切试验中呈现出的软化规律及剪胀规律公式,并结合相关参数的概念进行规律的拓展。结合状态参数ψ与结构面粗糙度D得到了具有一定创新性的接触面特性综合决定因素M=f(ψ,D),由此将粗粒土与结构接触面剪切本构规律分为6类。这些规律公式、接触面综合决定因素M及本构规律分类对建立能够综合反映应变软化和剪胀特性的接触面本构模型具有十分重要的意义。     

结构——土接触面力学行为特性的研究综述

对结构-土接触面力学行为特性本构关系，数值模拟方法进行了阐述，并对其力学行为特性的试验仪器和试验方法进行了介绍，并提出一些看法，对以后的研究工作提出了建议。     

红层泥岩桩岩接触面本构模型试验及数值模拟

桩岩(土)接触面力学特性的研究是桩基承载机理研究的基础。通过红层泥岩桩岩接触面大型直剪试验,研究了红层泥岩桩岩接触面的力学特性,结果表明:接触面剪应力先随剪切位移增大而增大,在达到峰值后,剪应力随着剪切位移增大而降低,并最终趋于稳定值,应力应变曲线呈现出应变软化的特征。根据剪切试验结果,推导出桩岩接触面应变软化本构方程。利用fish语言对FLAC3D中自带的理想弹塑性接触单元进行二次开发,并应用开发的模型对桩岩接触面直剪试验进行了数值模拟,分析剪应力与剪切位移之间的关系,证明了该本构能够较好地模拟接触面间的应变软化特性。     

土的基本特性、本构关系及数值模拟研究综述

按照对土的力学行为影响的程度,将土的基本特性分为三类:基本特性、亚基本特性与关联基本特性。基本特性包括三种:压硬性、剪胀性与摩擦性,它们是土区别于其他材料的最根本特性。亚基本特性包括应力历史依存性、应力路径依存性、软化特性、各向异性、结构性、蠕变特性、颗粒破碎特性以及温度特性等等,它们通过影响三种基本特性的发展演化规律而间接影响土的应力应变关系。关联基本特性包括屈服特性、正交流动性、相关联性、共轴特性以及临界状态特性等等,它们是考虑建立土的弹塑性本构模型过程中需要关注的基本概念或基本假定。在详细论述土的基本特性及其相互关系后,又通过对非线性弹性的Duncan-Chang模型、弹塑性的Cam-clay模型及其系列UH模型、Asaoka模型、Li-Dafalias模型、Yin-Graham EVP模型以及大陆学者的诸多模型进行深入剖析,具体阐述怎样对土的基本特性进行抽象概括建立本构模型、各本构模型能分别反映哪些特性以及是通过怎样的途径实现对土的基本特性的反映。随后,又探讨了将本构模型应用于数值模拟中的诸多思考以及土工计算方面的个人体会。分别讨论了土工数值模拟的精度以及影响因素,数值模拟中本构模型的选取及参数的获得,变形计算分析中土体初始状态的考虑方法,土体破坏过程模拟分析中对应变局部化的处理,以及在土与结构的接触特性分析中解决二者位移不连续问题的建议。     

阻尼比和应力应变滞后效应分析

通过一加层工程实例,结合应变能阻尼比计算方法,探讨了阻尼比对加层结构的影响,通过ANSYS软件对增大截面法加固柱分析,提出了该工程设计时应该高度重视新旧结合面的抗剪问题。     

砂土在小应变下考虑应力路径影响的本构模型的试验研究

以标准砂为试样,利用GDS数字控制应力路径三轴仪进行了K0初始应力条件下8条特殊应力路径试验。在小应变区域内,通过刻画在应力空间的等应变应力线的变化规律,推导了可以考虑任意应力路径和应力路径方向变化的杨氏模量计算方法,并对泊松比进行了研究,建立了砂土在小应变区域内可以考虑复杂应力条件的本构模型。模型可以反映小应变时砂土的高模量、非线性以及模量急剧变化等主要特征;也可以模拟一般模型所不能考虑的应力路径方向变化引起的模量变化。     

土体平面应变方向上的主应力

通常认为在土体平面应变的方向上的主应力总是中主应力 ,而文中的试验结果和理论分析表明 :在土体接近破坏时 ,土体平面应变的方向上的主应力是中主应力 ;在保持两个主动主应力比值较小加载时 ,土体平面应变的方向上的主应力一般是小主应力 ;当两个主动主应力减载到应力值或应力水平很低时 ,平面应变方向上的主应力可能变成大主应力 ,并且发生减载屈服。这是由土受力变形的弹塑性性质决定的。     

考虑应力历史的冻土一维蠕变模型

受力历史是影响冻土力学行为的关键因素。引入融土中考虑应力历史的一维蠕变模型并进行了相应修正,使其能够反应温度对冻土蠕变特性的影响,通过不同温度条件下的K_0加载试验获取相关模型参数,经过回归分析得到了各参数与温度的函数关系。通过对比试验和模型计算结果表明,修正后得到的冻土一维蠕变模型在预测不同温度条件下土体的蠕变发展规律时具有较好的预测精度。同时,随着施加压力的增大,该模型能够准确描述当外压力超过其历史上所受最大压力时所产生的应变急剧增长现象。因此,该模型可以作为寒区工程稳定性分析和设计的可靠依据。     

黏土非线性模型的改进切线模量

切线模量描述是土体非线性模型中的一个基本问题。首先,引入“半值强度指数”概念建立了土体应力应变曲线的数学特征方程,分析了双曲线应力应变模型的数学缺陷。接着,根据试验数据分析提出了土体应力应变曲线的控制微分方程,建立了土体应力应变曲线的3参数新模型,新模型克服了双曲线模型的缺陷;证明了双曲线模型是该新模型的特例。最后,在3参数新模型的基础上,改进了土体的切线模量表达,给出了参数确定方法,并对三轴试验结果进行了模拟。     

钢结构加固方法与连接的可靠性分析

通过对钢结构的连接形式,如焊接连接、螺栓连接和混合连接加固进行论述,分析了各种连接的可靠性计算理论,得出了可靠性和加固的最优方法,对从事钢结构工程的技术人员具有一定的指导意义。     

加锚岩体的界面应力元模型

基于不连续介质变形体的界面应力元法建立了加锚岩体新的数值模型，该模型可以仿真各种加固锚件的复杂几何布局，对加固锚件的位置、长度、倾向、倾角等均无任何限制和要求。数值算例表明：文中的计算模型能够较好地揭示加锚岩体的工作性态，具有广阔的应用前景。     

纸结构模型制作工艺与节点连接方式探究

以"河南省第二届结构设计竞赛"命题为背景,对纸质杆件在制作与连接过程中所出现的问题进行了研究,并结合实际情况提出了相应的优化对策,以促进不同条件下纸模型制作工艺的发展。     

确定前期固结压力的一个简单数学模型

前期固结压力是判断土应力历史的最常用指标。为能够更加准确地确定前期固结压力,首先将超固结土压缩线上曲率最大时所对应的竖向应力引入到单对数坐标中,建立正常固结土和超固结土统一的一维压缩线方程。然后,基于该方程严格推导出前期固结压力的计算式。该计算式是一个显式函数,无需采用编程计算,且只需土的压缩指数Cc及一维压缩线的渐进线在单对数坐标中的纵轴截距N两个常见参数,便于工程师应用。最后,通过两个算例验证所提数学模型的合理性。     

玻璃及其与其他材料的构造连接方法探究

针对建筑施工中大量采用建筑材料玻璃的现状,阐述了建筑施工中净片玻璃、装饰玻璃、安全玻璃等具有不同功能的玻璃的特性,对玻璃与玻璃之间、玻璃与金属之间的构造连接方法进行了分析,并对不同的连接方法进行了评价,为今后玻璃与其他材料的连接提供了参考依据。