考虑深海能源土结构性影响的弹塑性本构模型

深海能源土是指水合物以不同赋存模式填充于孔隙中的海底沉积物。水合物的填充效应会对能源土的密度和孔隙比产生较大影响。水合物的胶结效应会产生随饱和度增大而增大的胶结力,两种效应共同影响着深海能源土的复杂力学特性。同时能源土也是一种特殊的结构性土,其骨架颗粒、孔隙性状和排列方式均会对能源土的强度、应变软化和剪胀剪缩等特性有影响。在CSUH模型的框架下,通过建立与水合物饱和度相关的压硬性参数来反映水合物对能源土压缩特性的影响。其次考虑水合物填充效应的影响,推导出了能源土的实际初始孔隙比计算式,并将其引入至能源土的状态参数中来反映其剪胀特性。最后将用于描述土体损伤效应的结构性参数与水合物饱和度相关的胶结性参数作为硬化规律,建立了一个考虑水合物填充效应的结构性深海能源土的弹塑性本构模型。通过与室内试验结果比较,验证了该模型可有效反映能源土在不同水合物饱和度和围压条件下的应变硬化及软化、体积剪胀剪缩等复杂力学特性。

中空夹层钢管混凝土柱外钢管轴压局部失稳的简化计算模型

轴压作用下中空夹层钢管混凝土短柱的外钢管失稳临界应力计算公式还不够完善。分析认为,中空夹层钢管混凝土短柱的外钢管与实心钢管混凝土短柱的外钢管受力情况基本相同。因此,基于张耀春等的理论模型研究了中空夹层钢管混凝土短柱外钢管的局部失稳。构件夹层混凝土与外钢管条形单元相互作用模型取为文克尔弹性地基上的长梁模型,进而可以利用文克尔弹性地基梁理论计算外钢管的弯曲波长λ。根据实际工程中的钢管厚度t与圆柱构件横截面半径r之比远小于1∶t/r?1的情况,和外钢管失稳波长约为弯曲波长λ,简化了张耀春等模型中的理论推导。类比该模型,推导得出中空夹层钢管混凝土短柱外钢管局部失稳临界应力简化计算公式。该简化计算模型中局部失稳波长与其他学者的试验数据对比,平均误差为7.7%,临界应力计算值的相对误差值为2.7%,表明该简化计算公式可行,可以为工程实践提供参考。