广义内时本构方程及凝灰岩粘塑性模型

本文依据内变量的不可逆热力学,在内部时间函数广义化基础上,导出了等温、小应变条件下适用于各种各向同性材料的本构方程。传统的塑性、粘塑性及已有的内时本构方程亦可以由此得到,并在此基础上提出岩石的粘塑性模型。该模型能更方便地描述岩石的变形硬化、应变率效应、剪胀等特性。本文提出的本构方程为研究材料的变形性质,探索了一条新的认识途径,对探讨岩石更为本质的本构描述,无疑是有意义的。     

基于微观力学分析的散粒体静力液化本构模型

针对散粒体的静力液化特性,在散粒体颗粒运动微观力学分析的基础上,在临界状态土力学框架内建立了一个简单的静力液化弹塑性本构模型。模型屈服函数和和硬化规律根据Chang提出的砂土微观力学模型,通过积分粒间接触力为宏观的应力不变量而建立,考虑了与材料状态相关的剪胀性和初始密度对散粒体应力应变关系的影响,并采用非相关联的流动法则。模型参数简单且有较明确物理意义,可以通过室内三轴试验确定。模型的数值结果与Toyoura砂以及砂粉混合土的三轴不排水剪切试验的应力应变曲线和应力路径吻合较好。     

石砌体的本构关系

本文介绍了单向受力的石砌体强度和变形试验成果,导出了平面应力状态下石砌体的应力和变形关系,为石砌体结构应用提供了理论依据.     

锚杆加固散粒体的作用机制研究

采用细观数值模拟的方法研究岩土工程中散粒体锚杆加固的作用机制,基于随机模拟技术建立加锚散粒体的三维随机颗粒模型,采用颗粒形状系数控制颗粒表面的不均匀起伏程度,基于修正的增广Lagrangian算法的非线性接触算法模拟颗粒之间、颗粒与锚固体、颗粒与承托结构的相互接触,颗粒的物理力学性质服从Weibull概率分布,采用细观损伤软化模型描述颗粒的变形和破碎。分别建立散粒体和加锚散粒体的三轴数字试样,采用位移加载来进行不同围压下的常规三轴剪切试验,研究不同加锚密度对散粒体工程力学特性的影响。数值模拟结果表明:锚杆加固的作用机制为锚固体与颗粒紧密接触、相互咬合形成摩擦阻力,承托结构形成对颗粒体的径向助力,锚杆与其附近的颗粒形成锚固区;锚杆加固能显著提高散粒体的抗剪强度和整体性,峰值主应力差提高37.8%～88.8%,初始模量提高37.4%～93.2%,内摩擦角提高13.3%～24.2%。     

一个基于微观力学分析的散粒体应力–剪胀关系

从微观力学角度出发,基于真应力张量推导了散体中平均接触力与平均接触位移的计算公式,并通过宏–微观能量守恒得到了考虑散体各向异性组构及其演化的应力–剪胀关系;详细分析了剪胀参数的物理意义及对剪胀性的影响,并与经典的剑桥流动法则、Rowe剪胀方程以及室内试验结果进行了比较分析.研究结果表明,提出的应力–剪胀关系宏微观物理意...     

散粒型防水材料抗水能力的定量分析

本文介绍了散粒型防水材料抗水性能新型测试装置的工作原理与检测方法,并应用其定量分析了防水粉料在不同状态下的抗水性,为施工设计提供了重要的技术参数。实践表明该仪器操作简便,测试结果可靠并能定量表征散粒型防水材料的防水能力。     

一种散粒体材料破坏准则研究

在Lade-Duncan准则和Matsuoka-Nakai准则的基础上,提出了适用于各种散粒体材料的新型破坏准则。该准则能够依据试验结果,调节准则方程中的参数,使得理论计算更加符合试验结果,这与传统的岩土类材料破坏准则相比有着较大优越性。通过构造三角恒等式,推导了π平面上距原点的长度函数,发现该准则在π平面上的形状则为光滑曲边三角形,这和大量的岩土类材料试验结果相符合。研究了该准则在一般应力状态下的内摩擦角与中主应力参数的关系,发现该准则能够取遍Lade-Duncan准则和Matsuoka-Nakai准则之间所有内摩擦角值。将各准则的计算结果与文献中已有的砾石料和中细砂的真三轴试验结果进行对比分析,表明所提出的准则要比Lade-Duncan准则和Matsuoka-Nakai准则更加符合试验结果,这进一步说明了该破坏准则能够适用于包括堆石料、砾石料、砂等散粒体材料。     

散粒体结构中振动能量衰减的模型建立

基于水平振动荷载下砂石层的实验研究,对于砂石层内部颗粒动力响应情况进行了细观分析,分析了沿深度方向能量快速耗散的变化规律,提出了能量耗散的主要原因是散射和剪阻,运用随机理论推导出了水平振动下颗粒动力响应的概率模型。为散体材料结构的耗能减震深入研究提供了理论基础。     

砂土液化分析的散粒体模型(英文)

在归纳砂土组构张量研究成果的基础上提出一个与已有弹塑性模型不同的新的增量非线性模型。该模型全面地考虑了平均压应力、归一化剪应力、Ｌｏｄｅ 角和主应力轴变化所引起的可逆和不可逆的变形,成功地模拟了单调荷载下密砂的剪胀软化和松砂的不排水剪切失稳现象,往复荷载下的残余变形和孔隙压力积累以及Ｌｏｄｅ 角和主应力轴变化下的液化现象。     

地震时坝面散粒体跃移距离的估计

本文讨论了当地材料坝在强震作用下的两种损伤形态和斜面上散粒体的起始滑动加速度,证实了颗粒在坝面上跃移时所受的阻力基本上为0-2阻力,说明了估计地震时坝面颗粒总跃移量的方法和步骤。     

基于随机散粒体模型的堆石体真三轴数值试验研究

基于三维变形体离散单元法,模拟堆石体的真三轴试验,研究堆石体在三向不等应力状态下的强度和变形特性。真三轴数值试验装置采用六刚性板加荷方式,等中主应力比路径加载。数值试验结果表明：真三轴数值试验能较好反映堆石体在三向不等应力状态下的应力和变形规律,数值模拟得到宏观应力变形特性与试验规律相似;等中主应力比参数的大小对堆石在三向应力状态下应力和强度特性有显著的影响,堆石体在 3 个加载方向的变形也随该参数的变化而变化,应力比参数从 0 到 1 变化过程中中主应变方向先压缩后膨胀,小主应变方向一直处于压缩状态;堆石体的内摩擦角随着值的增加而增大,基本符合 Lade-Duncan 破坏准则;在细观层面上,围压越高,值越大,颗粒配位数越大; 加载过程中,颗粒接触法向和法向接触力各向异性程度加强,各向异性主方向角由水平向转向大主应变方向,试样各向异性系数的演化规律和试样的宏观应力变形曲线相对应,试样的宏观力学特性与细观组构存在内在的关联。     

非均匀散粒体自组织临界性机制初探

通过干燥沙石散粒体临界态沙坡实验，证实了沙石颗粒组成的非均匀系数是影响散粒体坡面崩塌自组织临界性的重要因素。利用大型粗颗粒实验系统，进行了不同非均匀系统散粒体沙石相对密度和直剪测试，以此对散粒体自组织临界性的形成条件和机制进行了初步分析。根据随着颗粒非均匀程度增大，堆积体的颗粒堆积结构渐趋复杂，颗粒间运动摩擦阻力增大的实验现象，提出观点：非均匀散粒体系统的物理力学性质具有失稳状态多样性和能量耗散加剧的特点，使扰动．反馈的放大作用被抑制，从而能够保持整体结构稳定，因此，大尺度的系统也可以呈现自组织临界性现象。     

曲线挡墙上主动散粒体压力分析及应用

首先，利用极限平衡理论得到曲线挡墙上主动散粒体压力分布规律及计算方法，然后，通过对直线挡墙计算公式的修正，得到曲线挡墙情况下散粒体压力计算的简便方法。该简便方法主要考虑直线挡墙和曲线挡墙2种情况下滑动楔体的体积不同，从而在直线挡墙计算公式中引入1个体积修正系数以得到相应曲线挡墙的计算公式。由于直线挡墙墙背主动土压力的计算普遍采用著名的库仑理论，因此，该简便方法即在库仑公式中引入1个体积修正系数。最后，将上述理论应用于浅圆仓，计算结果与实测结果相符较好。     

利用工业废渣生产散粒体防水材料的原理及可行性

本文通过对散粒体防水材料的组成结构、原理、技术性能、特点，发展前景等方面的分析，论述了利用工业废渣生产散粒体防水材料的可行性，为粉煤灰综合利用开辟了一条新途径。     

加筋散粒体材料力学性能的大型三轴试验研究

着重研究了风积砂、加筋风积砂、砂砾、加筋砂砾等几种散粒体材料的强度和变形性能,分析了加筋对材料强度和应力-应变关系的影响。研究表明：通过三轴试验可以获得散粒体材料的强度参数c和!;同时,可以拟定材料本构关系的各主要参数。     

散粒型防水材料表面特性及粉膜效应

本文通过测定散粒型防水材料的接触角、抗水性及蒸发凝聚现象,并应用表面物理化学原理分析其表面特性及粉膜效应,为材料的施工设计提供依据。基本结论如下:散粒型防水材料的防水作用源于粉粒表面的憎水效应;增加粉料的细度和压实粉层有利于提高防水能力;防水粉层不影响水汽的蒸发,其透气性好。