裂隙岩体弹塑性—损伤本构模型

岩体中通常含有大量断续状裂隙,它们对岩体结构的变形和稳定性有着不可忽视的影响。本文应用损伤力学原理,建立了这种岩体的弹塑性—损伤本构模型.室内试验和地下厂房实测验算说明,该本构模型是合理有效的.     

坝肩节理岩体稳定的三维弹塑性断裂有限元分析

本文根据节理岩体的力学特征提出了适用于节理岩体的弹塑性断裂模型。该模型可以反映断续节理在荷载作用下的断裂扩展、贯穿、以及屈服破坏过程;既考虑了三维非正交节理的作用,也考虑了节理面粗糙对节理强度和变形的影响。本文据此编制了三维有限元程序,并应用于某实际工程的拱坝坝肩岩体稳定性分析。本文叙述了此计算分析获得的坝肩节理岩体应力、变形、节理的扩展和屈服范围及坝肩安全度等诸方面的结果,并示出计算分析与模型试验结果的对比。     

考虑混凝土弹塑性损伤的钢套筒-牛腿非线性有限元分析

以某大型演播厅空间结构加固改造工程为例,采用了一种新型的钢套筒-化学锚栓-钢牛腿的节点形式,在其有限空间内新建一种钢桁架结构体系,通过原有混凝土柱传递竖向载荷,成功地解决了在原混凝土柱上通过加环箍焊接悬挑钢牛腿的方式支撑新建结构。考虑了混凝土柱的损伤破坏,建立了混凝土柱-钢套筒-化学锚栓-钢牛腿的精细化有限元分析模型,采用了非线性弧长法计算,得出了该节点的极限承载力,评估了该节点实施的可行性。     

空腔壳基础弹塑性有限元分析

对1∶10空腔壳基础模型结构的破裂进行了弹塑性有限元分析、计算值与试验值的比较,说明了计算模型和计算参数基本合理;得到了基础筒壁破裂过程中筒壁应力-应变的变化规律,为烟囱基础的设计提供了理论依据。     

层状岩体的三维弹塑性有限元分析

层状岩体具有明显的各向异性,其抗剪强度应是相对于层面方向的函数。作者曾提出层状岩体c,j 值的经验表达式,并与前人的试验结果进行对比,二者吻合较好。在此基础上,引入横观各向同性体的本构关系和其中的c,j 值是随方向变化的Mohr-Coulomb准则,编制了相应的三维弹塑性有限元程序,并以一个地下洞室为背景,分别就岩体为横观各向同性和各向同性的情况进行模拟计算与对比,得出了有益的认识。     

锚固正交各向异性岩体的三维弹塑性有限元分析

首先从经过系统锚杆加固的正交各向异性岩体中取向表征单元，然后根据“等效材料”的概念和在一定的简化条件下，建立其本构方程和破坏准则，并将之引入三维弹塑性有限元程序中。以地下洞室开挖为算例来考察锚固前后围岩的力学动态，从而得出有益的认识和结论。     

卸载岩体脆弹塑性模型在高边坡开挖分析中的应用

基于岩体开挖的卸载特性，引入岩体的加卸载判断准则，建立了卸载岩体的脆弹塑性本构模型，并应用于小湾水电工程坝肩槽开挖高边坡的稳定性分析，揭示了该边坡的开挖卸载效应，以及工程的整体稳定性。     

岩体断续节理受压剪荷载的弹塑性分析

运用弹塑性断裂力学的裂纹线场分析方法，将描述岩体材料破坏特性的摩尔－库仑准则，列入求解岩体内节理断裂问题的基本方程中，对节理裂隙在压剪荷载下进行求解，利出了节理线附近的弹塑性区应务场。通过弹塑性场在其边界上的匹配条件，得出了节理线上塑性区长度与压剪荷载的关系，以及节理扩展破坏准则。     

钢框架-钢筋混凝土核心简结构的动力弹塑性分析

基于大型通用有限元软件ABAQUS对一钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的动力弹塑性性能进行了初步研究，研究了这类结构体系在地震作用下的混凝土损伤机制和框架与核心筒之间的剪力分配等，本文的研究成果可为同类研究提供参考。     

钢框架弹塑性非线性有限元分析方法的改进

本文用有限元法进行钢框架非线性分析,几种常见方法进行了比较后,提出了采用割线刚度矩阵对多层钢框架进行非线性分析的全量法,分析了塑性区沿单元截面高度及长度方向的扩展,采用应变判断屈服的概念,并编制了有限元程序,计算结果令人满意。     

温度作用下脆性岩石的损伤分析

从花岗岩弹性模量随温度的变化规律入手,提出了热损伤的概念,在此基础上导出了热２演化方程和一维耦合弹脆性损伤本构方程,并讨论了损伤释放度随温度的演化规律。     

岩石损伤力学模型分析

采用作者曾建立的损伤力学模型，分析了岩石全应力—应变曲线的峰值点参数；用数学方法证明了损伤变量定义的随意性和不同损伤变量的等效性，说明了同一数学模型可用不同的方式表示；给出了损伤变化速率曲线，分析了其变化特点及其与全应力—应变曲线的关系，解释了岩石试验中声发射规律。     

岩石损伤和破碎相关性的分形分析

应用先进的实验技术和分形几何方法研究了岩石损伤与岩石破碎。结果表明：岩石初始损伤与岩石破碎有着较强的相关性,可以用分形几何来定量地表征。这意味着有可能通过分析岩石结构中初始缺陷分布,来预测岩石破碎后碎块的尺度分布规律,为岩石破碎理论研究新的途径。     

脆性岩石损伤断裂机理分析与试验研究

为了探讨渗透水压力对脆性岩石损伤劣化的影响，及脆性岩石变形过程中渗透特性的变化规律，分别取三峡船闸高边坡花岗岩和山西万家寨水电站灰岩进行不同应力状态的全应力-应变过程渗透性对比试验，然后将其岩石破坏断裂断口进行微观扫描电镜试验。试验结果反映出脆性岩石破坏前后渗透特性具有明显差异，从而也表明渗透水压力对岩石裂隙张开度与扩展变形起到一定程度的加剧作用。通过不同层次的试验研究与理论分析，给出了渗透水压作用下岩石破裂产生的微观破坏力学机制，为进一步分析暴雨入渗状态下水压急剧上升与聚降对裂隙岩体高边坡失稳的机理提供了可靠的试验依据。     

岩石强度的损伤力学分析

 首先论述岩石材料强度的概率统计特性, 结合经典的莫尔准则, 利用损伤力学理论分析了岩石强度随围压的变化, 给出了三轴应力状态下的岩石本构关系的表达式, 并与Carrara 大理岩在各种围压下的应力2应变曲线进行对比。研究表明, 上述损伤力学模型可以近似地反映岩石的本构性能, 强度分布方差是岩石材料物理性能的一种量度。结合分形与自相似特征, 对岩石强度随试样尺寸增大而减小的规律作出了定量描述, 并探讨了岩石强度分布特征与地震活动的关系。     

岩石损伤统计本构模型的研究

基于概率论和损伤力学对岩石在荷载作用下的破坏，损伤和弹塑性变形等特征进行了探讨，建立了弹塑性损伤统计本构模型。在损伤演化方程中全部采用有效应力，并能反映岩石剩余强度，与试验结果的比较显示了该模型的合理性。     

考虑塑性变形的岩石损伤本构模型初步研究

利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法建立了考虑损伤和无损岩石塑性变形的Helmholtz自由比能函数，并用连续损伤介质力学方法推导出了考虑损伤和无损岩石塑性变形耦合的岩石弹塑性损伤本构关系，给出了损伤演化方程和塑性应变发展方程，该模型还反映了岩石损伤部分不能承受拉应力等力学特性。     

岩石损伤CT数分布规律的定量分析

在岩石CT扫描CT数分布规律的基础上，建立了CT数分布规律的数学模型，推导了岩石损伤密度与CT数的定量关系。重要的是将CT数和岩石损伤变量联系起来，推导了用CT数表达岩石损伤变量的公式，并和Bellion公式和Lemaitre用材料密度表达损伤变量公式进行计算分析比较，从而验证本文用CT数表达岩石损伤变量公式的正确性。     

岩石损伤扩展力学特性的CT分析

将ＣＴ识别技术用于岩石损伤扩展研究,对岩石损伤扩展过程进行即时ＣＴ扫描。发现ＣＴ数的大小、分布规律及其变化情况与岩石损伤扩展密切相关,揭示了岩石损伤扩展过程中ＣＴ数与应力、应变间的定量关系,为建立岩石损伤扩展本构关系奠定了基础。     

考虑损伤的圆形洞室岩爆分析

 假设岩石在峰值强度前无损伤, 峰值强度后为线性损伤, 根据Lemaitre 的应变等效原理, 严格地导出圆形洞室发生岩爆的解析解, 给出了洞室发生岩爆的临界载荷及临界损伤区大小, 研究了升降模量比E/λ对岩爆的影响。