岩石的非线性统一强度准则

Hoek-Brown强度准则在岩石工程中被广泛采用，但由于它没有考虑中间主应力效应，因而在理论和实际应用上都存在不足之处，综合统一强度理论和Hoek-Brown强度准则的优点，提出一个适用于岩石的非线性统一强度准则，这一准则既考虑岩石拉压强度相差较大的特点，又考虑了中间主应力效应及其区间性。Hoek-Brown强度准则和非线性双剪强度准则在π平面上构成了岩石屈服破坏面的内边界和外边界，它们均为所提准则的特例。岩石的非线性统一强度准则，其子午线是非线性的，其参数与Hoek-Brown准则的参数一致，可以用岩石的常规三轴试验结果按Hoek-Brown提出的回归公式得出，完整岩石能够从常规三轴试验数据预测出不同应力角的破坏极限线，与国内4个单位6种岩石20余组岩石真三轴实验结果对比表明，该准则与实验结果吻合良好，这一准则也可以推广到岩体或节理化岩体。     

用统一强度理论求解岩土材料的动力强度参数

基于俞茂宏的统一强度理论，研究了岩土材料在复杂应力状态下的强度理论及确定其动力强度参数的新方法。根据循环荷载作用的特点，把循环过程中的动态应变变化和极限平衡理论耦合起来，提出了基于统一强度理论考虑中间主应力的动态极限平衡概念，探讨了它在岩土材料中的应用，并推导出了确定有效动强度参数C′d，φ′d的方程。进一步研究了统一强度理论下的偏应力、有效固结压力和动态平衡状态线的概念，提出了确定有效动强度参数C′d，φ′d的简便方法。该方法不仅可以适用于砂土、粉土，而且还适用于沉积软岩材料。     

各向异性内摩擦材料强度准则的规范空间理论

利用固体力学规范空间理论 ,研究了内摩擦材料的强度机理 ,并从理论上给出了统一形式的各向异性强度准则 ,其中强度参数的个数等于材料异性子空间的数目。对各向同性情况 ,它退化成广义莫尔强度模型 ,对简单压剪受力状态 ,它退化成库仑强度模型。对工程常见各向异性 ,文章给出了强度准则公式 ,并详细讨论了强度参数的实验确定方法。最后给出了算例 ,并与现有强度模型进行了数值比较     

基于SMP的粒状材料各向异性强度准则

基于SMP准则,假定不同平面上的摩擦角随该平面与沉积面之间的夹角变化,提出了一般应力条件下各向异性粒状材料的强度准则,称为ASMP准则,给出了该强度准则在横观各向同性条件下的表达式。对两种典型条件下各向异性砂土强度特性的模拟结果表明,ASMP准则能够较好的反映粒状材料在一般应力条件下的强度变化规律,尤其是材料主轴与应力主轴成任意角度时的强度变化。在此基础上,进一步提出了该各向异性强度准则在典型条件下的实用表达式。     

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。     

基于统一强度理论的生态复合墙结构ABAQUS二次开发平台建设

生态复合墙体在受荷过程中始终处于复杂应力状态,且使用的墙体内填材料具有多样性,使用单一的一种本构模型不能很好地反映其内填各种材料的受力情况,利用非线性有限元软件ABAQUS提供的二次开发功能,将适用于任何一种材料的统一强度理论本构模型编入ABAQUS中,完成了对生态复合墙结构体系的有限元数值分析。结果表明:在ABAQUS中增加统一强度理论本构模型,丰富了材料单元库,提高了计算精度和效率,而且,通过算例验证,说明该子程序不仅可以充分地利用该软件强大的非线性求解平台,而且还可以完成复杂的生态复合墙结构的有限元数值分析问题,对于实际工程,具有一定的准确性、经济性与适用性。     

基于统一强度准则的预应力锚索极限承载力计算

基于统一强度理论和极限平衡原理，结合预应力锚索破裂面的形状，推导出一个能够考虑锚索破裂面形状、锚索的倾角、锚固体注浆压力、岩土体种类等因素的预应力锚索极限抗拔承载力计算公式。为验证计算公式的实用性，分别在软岩与硬岩中考虑不同的影响因素对理论计算结果与实测结果进行了比较。研究结果表明：随着加权系数的增大，锚索的极限抗拔力相应增加，但破裂面形状基本没有改变；锚索的极限抗拔力主要取决于锚索与浆体、锚固体与岩土体之间的界面强度，而破裂锥体部分岩土体所分担的抗拔力较小；在软岩中锚索的极限抗拔力和破裂锥体高度主要取决于锚固体与岩体的界面强度，受注浆压力的影响较小；在硬岩中注浆压力对锚索的极限抗拔力和破裂锥体高度都有着重要的影响，随着注浆压力的增大，极限抗拔力和破裂锥体高度相应增加。     

不同内填材料生态复合墙体非线性损伤分析

利用有限元分析软件ABAQUS建立5榀不同内填材料生态复合墙体的数值模型,对其进行非线性损伤分析,并与试验结果进行对比,研究5榀生态复合墙体的损伤场的分布状况和塑性损伤行为,分析墙体典型部位区域的损伤演化全过程,提出生态复合墙体基于性能的分灾设计方法的理念.结果表明:生态复合墙体的损伤区域主要集中在中间层砌块、肋梁和肋柱交界处以及外框柱脚和柱顶处;局部和整体损伤指数时程变化规律在变形累积效应下表现出非减特性;整体损伤指数为生态复合墙结构震后评估提供一定的理论依据;砌块、肋格及外框是生态复合墙结构的3道抗震防线.     

基于统一强度理论的巴西圆盘劈裂强度分析

基于统一强度理论,构建了考虑2个较大主应力相互影响并适用于不同拉压比材料的巴西圆盘试验应力分析的统一劈裂破坏强度准则,通过参数变化得到常用的多种强度准则推导结果;为了验证理论公式,对C35商品混凝土试件进行了巴西圆盘劈裂试验,在试验研究基础上对统一强度准则演化出的多种强度准则计算结果进行对比分析。结果表明:材料的拉压比和中间切应力及相应作用面上正应力组合的加权参数对材料劈裂抗拉强度影响很大,最大拉应变强度理论和最大拉应力强度理论计算得到的劈裂强度分别为上、下限值,其他强度理论得到的值在两者之间,从而验证了统一强度理论对巴西圆盘劈裂试验分析的可靠性和适用性。     

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。     

基于三剪统一强度准则的太沙基地基极限承载力

基于三剪统一强度准则考虑中间主应力影响的特点,对太沙基地基极限承载力计算公式进行了修正。在修正式中,强度准则中的中间主应力效应参数b对地基极限承载力有影响。算例分析表明:当地基土的内摩擦角较大,b取其较大值时;当地基土的内摩擦角较小,b取其较小值时,修正式都能较好地反映地基极限承载力的真实情况。     

强度准则与岩爆判据统一的研究

可释放应变能释放是材料屈服破坏及岩爆发生的内在机制,基于此,研究强度准则与岩爆判据采用统一表达式的可能性。首先,将可释放应变能(U~r)看作由弹性应变能(U~(re))与未知可释放应变能(U~(rx))两部分构成,提出U~(re)由与J_2有关的偏量弹性应变能(U~(reJ_2))及与I_2有关的张量弹性应变能(U~(reI_2))两部分组成,并分析了U~(rx),U~(reJ_2),U~(reI_2)对屈服破坏及岩爆的影响;其次,探讨了U~(re)与J_2,I_2及泊松比u的内在关系,提出一个能表示U~(re)的新应力不变量;最后,从能量转化的角度,分析了现有强度准则与岩爆判据存在的不足之处,并以现有强度准则为基础,建立了将强度准则与岩爆判据统一表示的广义强度准则。对真三轴试验数据及岩爆实例的计算,表明广义强度准则计算结果与实际情况吻合得较好,并分析了产生上述结果的内在机制。     

材料的强度理论

本文从摩尔库伦理论出发,认为材料的抗剪强度包络线为直线,建立数学模型导出材料在极限状态下破坏的理论公式。从而已知微元体在平面应力状态下大主应力、小主应力和切应力后带入公式后就可以计算此应力状态下材料是否破坏,不用再画图计算莫尔圆是否超出包络线。这样计算简便直观。本强度理论有别于材料力学中的第一、第二、第三和第四强度理论,只要材料的破坏遵循摩尔库伦抗剪强度包络线就可以应用。     

基于Hoek-Brown准则确定岩石材料强度参数的新方法

对Mohr-Coulomb准则和Hoek-Brown准则关系进行分析,提出基于Hoek-Brown准则的连续非线性黏聚力和内摩擦角计算公式,并对Hoek-Brown参数对强度参数的影响及计算公式的合理性进行讨论。研究表明:参数s较其他参数对内摩擦角φi和黏聚力ic的影响程度小,黏聚力ic随小主应力的增高而增大,内摩擦角φi则随小主应力的增高而减小;采用提出的强度参数计算公式和Hoek等效强度计算公式,对7种具有非线性强度特征的岩块和锦屏二级水电站工程的大理岩岩体的强度参数进行计算,对比分析可见计算公式结果与岩块室内三轴试验和工程岩体现场大剪试验的强度参数试验结果吻合度较高,表明建议的强度参数计算式在估算岩石材料强度参数时具有较高的准确性,对实际工程具有较强的指导作用。     

基于统一硬化参数的旋转硬化模型

为反映应力诱导各向异性特性,在统一硬化模型以及超固结土模型的基础上,结合屈服面的旋转硬化机制,将以往只反映等向硬化机制的模型推广为混合硬化模型。分别对黏土的排水应力路径以及砂土的不排水应力路径的应力-应变关系进行预测。结果表明:所提模型不仅能较好地描述黏土材料在循环加载条件下的应力-应变关系;同时,对于不同初始条件下的饱和砂土在循环加载条件下的应力-应变关系也能作出合理预测,验证了所提模型的合理性。     

基于统一强度理论的井简围岩应力分析

在考虑井筒周围岩石的渗流作用和孔隙水压力的基础上,对有效应力进行了修正;基于统一强度理论,充分考虑中间主应力,对井筒周围岩石进行了弹塑性分析,并给出了井筒周围岩石的应力分布表达式和保持井壁稳定的弹性极限荷载及塑性极限荷载的统一解析式.分析结果表明:通过改变统一解析式中的参数,可将其退化为其他强度理论条件下的解析式,所得的统一解适用于不同强度理论条件下各类岩石材料的弹塑性分析;有效应力修正后的极限分析为井壁稳定分析提供了理论依据,具有一定的理论及实际应用价值.     

基于教育生态理论的美术活动区域材料层次性投放探究

生态理论认为"人与人、人与自然、人与社会,应当具有相互和谐、彼此促进的关系,才利于人类每一个体的全面发展。"其强调教育系统是一个多层次的生态系统。基于此理论,本课题组对幼儿美术活动区域的材料层次性投放进行探究,研究结果认为:教师可以依据幼儿不同兴趣"点"有梯度地投放材料,通过适时性增添难度递增材料以维持兴趣持久性,适时性替换材料与增添辅助材料以产生新的问题。     

混凝土复杂受力状态下的统一强度准则

通过理论研究及实验研究的分析,建立了混凝土复杂受力状态下的强度准则.在此统一准则的基础上,作为特例,分别推导了二轴受力三种状态及常规三轴受力两种状态的强度判别公式.用本强度准则方程式所计算的各类结果都用有关实验数据加以验证.     

统一强度理论角点奇异性的统一处理

统一强度理论于1991年发表以来,在国内外得到进一步深入研究和推广应用。在统一强度理论推广为塑性应力应变本构关系时会遇到角点奇异性问题,即分段线性屈服面交点或相交角隅的塑性应变增量的方向和大小的唯一性问题。本文采用一种矢量平均的统一处理方法,合理而简便地解决了角点奇异性问题。它具有简明的物理和数学概念,合理的结果,并可以统一处理,较国外对Mohr-Coulomb理论的角点处理方法更为合理和适用。