盐溶液饱和岩土的本构理论及在黏土中的应用

盐溶液中离子的化学活性会改变饱和岩土的力学性质,诱发其工程性能出现劣化甚至失效等岩土工程问题。为了研究化学活性对饱和岩土水力与变形特性的影响,基于混合物理论与热力学溶液理论,建立了盐溶液饱和岩土材料的本构理论框架。与以往研究不同,该理论将固相应变分解为孔隙率变化引起的骨架应变、固相材料变形引起的基质应变以及化学反应等物质交换引起的质量交换应变,用以凸显孔隙率在水-力-化学多场耦合机制中的关键作用;采用溶质的现时质量分数作为化学状态变量来反映化学活性的影响;利用自由能和耗散势分别建立弹性和塑性本构关系。根据该理论框架建立了NaCl溶液饱和黏土的固相、流相本构关系以及溶质的渗流-扩散方程,并得到了已有试验数据的验证,表明该框架可以指导盐溶液饱和岩土的本构建模工作。

第五届全国岩土本构理论研讨会(第1号通知)

第五届全国岩土本构理论研讨会将于2024年10月26日-27日在北京举行。主办单位:中国土木工程学会土力学及岩土工程分会中国力学学会岩土力学专业委员会。承办单位:北京交通大学。

一种新的本构理论及其在基桩分析中的应用

首次将岩土体荷载与位移特征曲线划分为3种类型,并定义高地应力的判别标准。提出一种新的本构理论,可以描述在不同正压力(或不同围压)下应力(或荷载)与应变(或位移)的全过程特征,只有3个描述材料结构和状态的力学参数。该理论不仅可以描述单个材料,也可以描述多种材料组成的复合材料和两种不同材料界面等力学特性,变形可达任意值。对于长沙湾特大桥基桩,在不同静载荷作用下不同土体与桩之间的力学特性采用新本构理论进行数值模拟,结果表明该本构理论可以描述不同岩土体和岩土体与基桩之间的力学特性。

塑性本构理论与工程材料塑性本构关系

研究了材料的塑性本构理论,从理论上建立了严密的塑性本构方程,为建立工程材料塑性本构关系提供了理论基础,此后将理论应用于3种工程材料.依据材料的性质以及工程的要求,通过简化得出满足工程计算精度要求的岩土类摩擦材料、金属类晶体材料的塑性本构关系;对强度控制的工程问题如有充分塑性变形条件则可将材料视作理想塑性材料,应用屈服条件和极限分析条件,采用传统的或数值的极限分析方法,求得工程安全系数或极限承载力.

岩土材料弹塑性正交异性损伤耦合本构理论

在不可逆热力学框架内建立了岩土材料的正交异性损伤塑性耦合宏观唯象本构理论· 主要结果有 :1)给出了耦合的塑性和损伤的演化律 ;2 )从对含裂纹单元的细观分析入手 ,通过均匀化 (Homogenization)处理 ,将损伤引入到Mohr_Coulomb条件中· 模型同时考虑了损伤对剪切强度及摩擦角的影响 。

从广义位势理论的角度看土的本构理论的研究

本文介绍了广义位势理论的基本思想,并从广义位势理论角度出发剖析传统本构理论在表述土的本构关系的局限性。分析了从广义位势理论出发来建立土的本构模型的优点,其可以突破传统理论中以塑性公设为前提的限制,因而,从广义位势理论角度上来建立土的本构模型的具有更广阔的前景。

一类新型的散粒型土体本构理论

详细地介绍了国际上近30才发展起来的具有独特建模思想的一类新型的散粒型土体本构建模理论——亚塑性本构理论。将该理论与经典的弹塑性理论进行比较后发现,亚塑性理论的本构表达式自动隐含了弹塑性理论中相对应的一些基本概念和假定,无需额外引入,因此增加了模型的客观性。以Gudehus-Bauer亚塑性模型为例,分析了模型在临界状态时的本构特征。此外,通过三轴试验和循环剪切试验的亚塑性数值模拟表明,亚塑性本构模型能很好地反映无黏性散粒型土体的非弹性、非线性及剪胀(剪缩)性等主要应力-应变特性。

土的现代本构理论的发展回顾与展望

土的本构模型是现代土力学的核心和关键。自从剑桥弹塑性模型创立以来,土的本构模型历经了50多年的研究,建立的模型数以百计,但真正能为工程所应用的则很少,如何更好地发展岩土本构模型？为此,回顾和分析了各种建立岩土本构模型的理论,认为要较好解决岩土本构模型的问题,首先要有适合岩土材料的本构理论,传统应用的一些理论用于岩土材料是有其局限性的。广义位势理论是一种普遍和方便的建模理论。本构模型的验证除在主空间上进行试验验证外,更合理的应该是进行边值问题的验证。同时,要使模型能用于工程设计,则应发展参数易于确定的模型,还需要解决模型参数的合理确定问题,对于天然岩土材料,由于取样扰动等的影响,室内参数与原位土差异较大,发展基于原位试验的模型参数确定方法,可能是解决的途径。

饱和多孔介质的超粘弹性本构理论研究

为了建立能考虑固体材料、多孔固体与流体可逆和不可逆变形的饱和多孔介质超粘弹性理论,以多孔固相为参考构型,以有效应力、材料真实应力和流相真实孔压作为状态变量,结合混合物均匀化响应原理获得各项均符合热力学功共轭特征的饱和多孔介质能量平衡方程,根据非平衡热力学熵分解理论求得熵流和熵产.结果表明,超弹塑性理论是该理论的一个特例;多孔固体的总变形可分为固相间隙和材料变形两部分,间隙应变与Terzaghi有效应力构成功共轭对,材料应变与材料真实应力构成功共轭对.饱和多孔介质的自由能可分为固相和流相两部分.当固相间隙和材料变形解耦时,固相所含的自由能又可分为间隙和材料两部分.证明了Skempton有效应力不是饱和多孔介质的基本应力状态变量.

聚合物基纳米复合材料跨层次本构理论模型

提出一种描述内部具有跨层次结构的材料的理论模型,并应用该模型对聚合物基纳米复合材料进行了分析研 究.采用逐步均匀化的方法求得了各层次的材料参数间关系的表达式并给出解决问题的途径.

21 世纪应建立岩土材料的本构理论

２１世纪应建立岩土材料的本构理论杨光华（广东省水利水电科学研究所，广州，５１０６１０）１发展岩土等复杂材料本构理论的必要性到目前为止，大多数岩土本构模型的理论基础仍是经典的金属材料本构理论。与岩土材料比较，金属材料是一种较简单的材料，若把复杂材料的...

两相混合流体的非线性本构理论

本文从连续介质力学的基本原理出发,建立了微极流体与经典流体两相流动的非线性扩散理论。给出了混合流体本构方程的一般形式。对单相流体、单相微极流体及稀悬浮体三种特殊情形,得到了具体形式的二阶非线性本构方程,并同已有的理论进行了比较。

固体的宏细观本构理论与断裂

固体的破坏过程是力学家与固体物理学家为之奋斗了三个半世纪的跨层次难题,其现阶段力学研究进展的主要特征在于宏细观结合。研究固体的破坏需追溯从形变、损伤至断裂的宏细观过程。前两个孕育过程可由本构理论描述其演化,而后一个终极过程则依赖于断裂学说。本文扼要论述清华大学破坏理论与塑性研究室近五年来在“固体的宏细观本构理论与断裂”这一前沿基础科研领域的部分成果。

形状记忆合金相变塑性的统一本构理论

本文根据单品相变时其宏观(长程)切应变(等效应变)与外加切应力(等效应力)问的幂函数关系假定,建立了形状记忆合金多晶体相变塑性的统一细观本构理论,它推广了现有细观本构理论的结果,消除了现有理论中存在的当外加偏应力趋于零时自由能函数的不连续性和宏观塑性变形的不连续性。这一本构理论将能统一地描述在不同温度和载荷下记忆合金所呈现的各种行为。

宏观塑性本构理论的近代发展

本文简单地回顾了近30年来宏观塑性本构理论的主要发展,给出了近代理论的一个粗略概况,并适当地加入了作者的一些看法和工作。

膨胀土弹塑性本构理论的初步研究

膨胀土弹塑性本构理论的初步研究徐永福（河海大学土木工程学院南京２１００９８）Ａｌｏｎｓｏ等根据非饱和土的弹塑性本构模型，给出了膨胀土弹塑性本构模型ＬＣ屈服曲线（ａｆｔｅｒｌｏａｄｉｎｇ－ｃｏｌａｐｓｅ）的经验公式［１］ｐ０＝（ｐ＊０－ｐｃ）＋ｐｃ［...

第一届全国岩土本构理论研讨会圆满闭幕

由中国力学学会岩土力学专业委员会、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会主办，由北京航空航天大学承办的第一届全国岩土本构理论研讨会于2008年11月5～7日在北京航空航天大学隆重召开。大会的协办单位有：北京交通大学、清华大学、北京工业大学、北京科技大学。

第一届全国岩土本构理论研讨会圆满闭幕

由中国力学学会岩土力学专业委员会、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会主办，由北京航空航天大学承办的第一届全国岩土本构理论研讨会于2008年11月5日-7日在北京航空航天大学隆重召开。大会的协办单位有：北京交通大学、清华大学、北京工业大学、北京科技大学。

岩石损伤本构理论

本文在格森(Gerson)本构理论的基础上,引入了微观应变向宏观应变的转化因子,推出了一套损伤本构理论,建立了实际损伤模型,详细写出了叠代步骤,理论结果和试验结果吻合较好。

织物及织物复合材料本构理论与试验研究进展

织物复合材料具有高的抗损伤性,各方向的性能优于层合复合材料,因而引起人们的重视．织物增强复合材料由于其高比强度、易于制造和充分发展的织物技术等优点使其已经广泛用于航空、汽车和运动产品．由于使用这些材料越来越普遍,自动化生产替代了手工生产,用精确的方法模拟材料的变形是必不可少的．为了精确的反映材料的行为,那么就需要描述材料力学性质的本构方程,而作为验证本构模型的试验是伴随着本构模型的发展而发展的．本文首先综述了织物及织物复合材料的发展和现状,接着重点介绍了织物及织物复合材料的本构理论的研究发展,并对织物及织物复合材料的斜拉伸试验、像框试验等内容进行了介绍．最后根据织物复合材料的最新进展对其未来的发展趋势进行了展望．