岩石类材料的分叉分析及其工程应用

根据Ottosen用特征值方法得到的非关联弹塑性材料发生不连续分叉的临界硬化模量和局部化方向的解析解 ,给出了岩石类材料常用的Mohr -Coulomb和Drucker -Prager准则的临界硬化模量和局部化方向 ,并对二者单轴受压时的局部化方向进行了比较。对平面应变混凝土压板进行分叉分析 ,得到其不同位移荷载步下的局部化区的形成过程和最终破坏模式。并对某拱坝进行弹塑性分叉分析 ,计算结果表明坝踵处最先发生应变局部化 ,是拱坝的薄弱部位。

拱坝的弹塑性局部化分析

本文根据Ottosen的弹塑性材料发生应变局部化时的临界局部化方向和相应的临界硬化模量的解析解 ,编制了弹塑性局部化分析的有限元程序 .对平面应变混凝土压板进行了局部化分析 ,得到其不同位移荷载步下的局部化区的形成过程和最终破坏模式 .对两个拱坝进行弹塑性局部化分析 ,得到它们在不同超载情况下的破坏区 ,并对二者的破坏形式进行了比较 .结果表明拱坝的局部化最先出现在下游坝踵和上游坝趾 ,但其最终破坏形态与坝体型有关 .

考虑第三偏应力不变量的岩石局部化变形预测模型

现有岩石局部化变形带发生条件与带角预测模型均只考虑2个应力不变量,预测结果与实验观测结果关联度不好,最近的研究表明第三应力不变量在局部化变形中起重要的作用。在Rudnicki与Rice单屈服面和Issen双屈服面模型的基础上,通过相似角表征第三偏应力不变量,得到第三偏应力不变量相关性模型判断岩石局部化变形发生条件和预测变形带角,利用Mogi的Dunham白云岩轴对称拉伸和压缩状态以及Haimson的Westly花岗岩轴对称拉伸实验的变形带角属性作为边界条件,计算得到模型中的弹塑性参数,最后预测得到其他一般应力状态的变形带角,相较于二应力不变量模型,提高局部化变形带角的预测精度。