基于割线模量法的黄土增湿变形本构关系研究

分别采用单线法和双线法对原状Q3黄土进行增（减）湿情况下的单轴压缩试验，并利用割线模量法对试验结果进行对比分析。研究结果表明，无论是双线法还是单线法，同一初始含水量下未浸水试样和浸水试样的割线模量与压力关系曲线的斜率虽然存在一定差异，但两者差值都很小，所以可认为两者的割线模量与压力关系曲线平行；割线模量差与初始含水量的关系曲线按指数形式进行拟合比较合理。     

土的本构关系及应用

针对土的双曲线模型和D P模型进行了研究 ,并用数值模拟方法对算例进行了分析。指出土力学与土工技术中的计算问题要得到切实合理的解决 ,就应该将土作为土体 ,掌握土的应力、应变和时间的本构关系。     

混凝土的三维本构关系

基于材料的各向同性理论，根据应力-应变增量关系，建立了一个混凝土的三维本构关系模型。采用了目前较为成熟的Ottosen的破坏准则，利用了Sargin的单轴应力-应变关系，并在三维增量非线性关系中引入等效单轴切线模量，所用的模型中的参数是根据前人的经验和实验来取定的，通过对混凝土的各向受拉，受压和拉压结合的分析表明，所建立的模型较为简单，实用。     

三维大变形固结本构方程的矩阵表述

基于连续介质力学基本原理的大变形固结本构方程多采用张量形式，其中的本构张量是高阶张量，难以直接用于有限元编程计算。在本构方程中引入与刚体旋转运动无关的Truesdell应力率和Jaumann应力率。采用Voigt标记。阐述了T．L和U．L．两种物质描述方法三维大变形固结本构方程的矩阵表述，推导了相应的本构矩阵。发现两种物质描述方法中的Truesdell率型本构矩阵具有对称性，而Jaumann率型的本构矩阵并不对称。探讨了将Jaumann率型本构矩阵对称化的简化方法，可供有限元编程计算参考。     

基于模量软化法饱和粉砂永久剪切变形计算研究

基于传统的模量软化法和双曲线弹性本构模型建立永久变形随时间变化的表达式。通过与动三轴试验结果对比发现,此类方法在应用于循环荷载下易液化的粉砂的永久变形计算时,具有明显的局限性。因此,结合粉砂容易液化而产生流变的特性,在力的平衡方程中引入流变项。通过分析力的平衡方程,发现引入流变项后能够更好地描述土体破坏前后的永久变形发展规律。同时,得出了方程中相关参数的计算方法,并将数值计算结果与试验结果进行比较,发现两者吻合度较高。研究为循环荷载作用下粉砂的永久剪切变形计算提供了一种新思路。     

三轴压缩下砂土本构关系的归一化特性及数值建模方法

 通过研究中密砂三轴压缩的试验曲线,发现其应力–应变关系曲线在常规围压范围内具有归一化特性。选择合适的归一化指标对砂土三轴试验数据进行归一化,以归一化的试验数据为训练样本进行神经网络训练,得到比较理想的砂土神经网络本构模型。本构模型仿真值与试验值符合较好,表明所给出的建模方法是合理的。所提出的建模方法可以在所有试验数据的基础上自动实现概率寻优,能有效降低噪声信号的干扰,并可减小试验数据的分散造成的影响。     

减围压三轴压缩路径下重塑黏土本构关系的数值建模研究

根据岩土塑性变形中体应变与剪应变之间相互作用的观点,采用数值建模方法建立减围压三轴压缩应力路径下重塑黏土的弹塑性本构模型,为土体挖方工程的计算机仿真提供符合实际的本构方程。通过可视化分别给出整个应力场（p,q）中减围压三轴压缩和常规三轴压缩2种应力路径下的体应变和剪应变的三维变形曲面;对比两者发现,对于剪应变,两者在坡度上存在明显差异;对于体应变,减围压三轴压缩路径下的体应变完全为负值,这意味着在整个变形过程中均为体积膨胀。另外,比较常规三轴压缩与减围压三轴压缩的屈服轨迹发现,两者的剪切屈服轨迹基本变化趋势差别不大,但减围压三轴压缩的剪应变上升较快;常规三轴压缩体积屈服轨迹开始稍微向右偏转,然后缓慢向左偏转,而减围压三轴压缩的体积屈服轨迹则是单调地向左偏转。以上研究结果进一步证明,应力路径对土体本构关系的影响是严重的,特别是增p与减p路径效应之间的差别是相当大的,不可忽略。     

饱和南京细砂液化后大变形特性试验研究

 利用空心圆柱扭剪仪对饱和南京细砂进行液化后静力再加载试验,研究其液化后应力–应变关系及孔隙水压力(孔压)消散特性,发现饱和南京细砂液化后的应力–应变关系呈S型曲线形状、归一化消散孔压与偏应力呈线性关系,据此提出饱和南京细砂液化后的本构模型和孔压消散模型,并进行该模型的验证性试验,结果表明2个模型的预测值与试验值较为吻合;探讨初始有效围压、相对密度对饱和南京细砂液化后特性的影响,分析结果表明：初始有效围压对饱和南京细砂液化后的本构模型及孔压消散模型均有较大影响;相对密度仅对液化后的本构模型有较大的影响,而对孔压消散模型基本没有影响。     

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.     

武汉地区淤泥质软土、粘性土的压缩模量与变形模量的相关关系

根据武汉地区104组载荷试验与室内对比试验资料统计回归分析结果，得出该地区淤泥质软土、一般粘性土和老粘性土的变形模量E0与压缩模量Es之间的经验公式，该经验公式可供武汉地区岩土工程实践参考使用。     

大理岩常规三轴压缩全过程试验和本构方程的研究

利用RMB-150B岩石力学试验系统研究了雅安大理岩围压为0～30ma的应力．应变全过程曲线，建立了屈服强度、峰值强度、残余强度和围压的关系，根据塑性力学的相关理论，提出双线性弹性-线性软化-残余理想塑性四线性模型，并应用于大理岩，得到了大理岩各段的本构方程，并特别讨论了软化段。结果表明，理论模型和试验结果吻合较好。     

应力空间变换——岩土本构描述的一条新途径

岩土类摩擦型材料的极限状态线限制了岩土体应力状态的变化范围。岩土体应力状态靠近极限状态时，岩土体塑性剪切变形越来越大，趋以破坏，而离开极限状态线时，结果刚好相反，这是岩土次生各向异性的一种反映，从岩土类材料极限状态线导致的各向异性出发，提出了应力空间变换的思想，以重塑土为例，以修正剑桥模型屈服面的中心为映射中心，导出了重塑土的应力空间变换，应力增量变换的公式，并考虑了应力洛德角的影响，通过应力空间变换，为岩土类材料本构描述提供了一条新途径，使屈服面，边界面只能在允许的应力空间中运动（等向硬化或运动硬化），合理地反映了岩土体次生各向异性与应力路径的影响。     

泥板岩流变试验与粘弹性本构模型研究

某水电站泥板岩变形是该坝区地下洞室群和高边坡研究的主要问题，探讨泥板岩粘弹性本构模型有重要意义。选取泥板岩岩芯做成简支梁进行流变试验，在梁上取10个测点贴上应变片，在梁的中央施加集中荷载，用应变仪测定10个测点的应变片在各级长期荷载作用下随时间变化的应变量。根据所测定的应变量来反演泥板岩粘弹性本构模型，得到了符合泥板岩的粘弹性流变本构模型。     

基于裂纹扩展能量平衡的花岗岩动态本构模型研究

应用滑移型裂纹模型，基于裂纹扩展过程中的能量平衡原理，建立了花岗岩材料的动态本构模型，分析结果表明，模型结果与实验结果符合得比较好。并进一步分析了裂纹扩展引起的非线性应变特征，结果表明，在裂纹的扩展过程中，由于裂纹扩展引起的非线性应变对侧向应变的影响比轴向应变大，初始裂纹的滑移在花岗岩材料的非线性应变的贡献不能忽略。     

绿片岩蠕变损伤本构关系研究

通过对绿片岩三轴蠕变试验数据的研究,分析绿片岩蠕变过程中衰减蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段的各自特征,表明在蠕变加速阶段绿片岩的损伤在急剧增加。对于广义Bingham蠕变模型,在衰减和稳态蠕变阶段引入一非线性函数,在加速蠕变阶段引入损伤,建立绿片岩的蠕变损伤本构关系。通过岩石全自动流变伺服仪上得到的绿片岩流变数据来对新的蠕变损伤模型参数进行辩识,得到蠕变损伤模型的材料参数。蠕变损伤模型和试验结果相比较,发现该模型能够很好地描述蠕变曲线中初始的衰减蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段,从而证明该模型的正确性和合理性。     

基于层叠模型的岩土材料流变本构关系识别

层叠模型是一个强大流变模型库,层叠模型参数确定的过程也是本构关系识别的过程。在它的基础上,介绍了一种岩土材料流变本构关系的识别方法,为克服流变本构模型识别过程中强烈依赖于特定模型的不足提供了新的思路。通过目标函数对设计变量的敏感度分析选取非线性优化初始值,较有效地克服了它在流变本构模型参数确定过程中易陷入局部极值的不足,从而为非线性位移反分析法(有限元与复形优化方法相结合)提供了一种初始值选取方法。     

基于CT试验的岩体分区破损本构模型

在砂岩单轴压缩CT试验的基础上,定义了岩土材料的安全区、损伤进行区和破损区,对分区的CT阈值标准进行了讨论和经验选定。在此标准下,取得了所有断面在各加载阶段下的分区结果,并以第5扫描断面为例给出了分区的结果。利用数学形态学的图像测量技术对所有断面各区的CT信息进行了检出和统计分析,并对各个区上砂岩CT数随加载过程的变化规律以及破损区产生的条件进行了研究。根据检出的各加载阶段的安全区、损伤进行区和破损区的CT数统计资料,定义了一个基于CT数的统计损伤变量,建立了损伤演化方程,以此为基础建立了可反映砂岩分区破损的本构模型。     

基于双参负指数分布的改进的岩体本构关系

在结构面迹长、间距服从双参数负指数分布以及对迹长进行统计区间[α1,α2]积分的基础上,结合室内岩石力学实验,建立改进的岩体统计本构模型。通过引入剩余剪应力比h,建立结构面产状与地应力之间的函数关系,量化主地应力方向、岩体结构面产状对岩体力学性质各向异性的控制性作用。研究结果表明:当地应力方向发生变化时,将改变剩余剪应力比h值,进而引起岩体应力–应变曲线发生变化;在此改进的岩体统计本构模型基础上,计算云南小湾水电站坝基岩体的应力–应变曲线,揭示该坝基岩体在不同应力条件下的各向异性特征。     

基于静载试验的土石混填路基压实度 检测新方法

 针对现有路基压实度检测方法的局限性与不足，首先，利用土石混填路基在受载前后岩土颗粒体积不变的特性，建立出土石混填路基孔隙率的变化模型，导出土石混填路基变形模量的变化关系；其次，将土石混填路基视为半无限弹性空间，并考虑路基在荷载作用下变形模量发生变化的特征，引进分级加载的思想，导出基于布辛奈斯克解的土石混填路基在竖向荷载作用下的变形或沉降计算方法；然后，将土石混填路基初始孔隙率与荷载–位移曲线建立关系，从而提出基于静载试验的土石混填路基压实度检测新方法；最后，将现场试验数据与基于理论公式进行拟合分析，其结果与传统方法较为接近，新方法具有可行性与合理性。