软土各向异性三屈服面流变模型

为了模拟软土在隧道、基坑开挖等工程中所表现出的三维各向异性和时间相关特性,在前人研究的基础上,结合室内试验成果,创建了软土各向异性三屈服面流变模型,详细介绍了新模型的本构方程、硬化规律和流变特征。同时应用实例对新模型的弹塑性和流变特性进行了验证,其计算值和实测值吻合。

基于等效时间的双屈服面三维流变模型

为了同时描述土体剪缩剪胀及流变特性,运用Yin-Graham等效时间法建立了双屈服面三维流变模型。首先,以Yin-Graham三维流变方程作为反映剪缩机制的第一屈服面流变方程;其次,以Matsuoka-Nakai屈服准则作为反映剪胀机制的第二屈服面,以黏塑性功为硬化参数,采用非相关联流动法则,借鉴Mesri建模思路构建应力–黏塑性功–时间关系,利用等效时间法得到应力–黏塑性功–黏塑性功速率关系式,借助Perzyna过应力理论建立第二屈服面三维流变方程;再次,按照双屈服面模型理论将以上两个流变方程结合起来,提出一个基于等效时间的双屈服面三维流变模型,并利用经典的四阶Rung-Kutta方法编制差分计算程序,获得流变模型的数值解答;最后,利用加拿大膨润土及香港重塑海相沉积土三轴固结不排水流变试验将预测值与实测值进行对比,以验证该模型在流变试验中的适用性。结果表明:建立的流变模型可以较好地模拟不排水流变试验多级加载和单级加载发展过程以及土体剪缩剪胀特性。

连云港海相软土流变特性试验及双屈服面流变模型

为研究连云港海相软土流变特性,进行了三轴流变试验。根据对试验结果的分析,可以将连云港海相软土作为弹-粘塑性体来研究;将广义 Bingham 模型和椭圆-抛物线双屈服面模型相结合,建立了新的流变模型来描述其流变特性,得出了各参数,并验证了该模型的适用性。

岩土流变模型的比较研究

基于岩土流变模型的研究现状，把各种流变模型分成４类：元件模型、屈服面模型、内时模型和经验模型。从横向和纵向两个方面对各类模型进行了比较研究；各类模型都有其自身的特点，元件模型较适用于岩石，屈服面模型适用于软土，内时模型适用于循环与振动加载，经验模型适用于实际工程。同时各类模型也有其限制，有待进一步研究。

岩土流变模型研究的现状与展望：第九届全国结构工程学术会议？…

本文首先阐述了岩土流变模型的研究现状，从横向和纵向两个方面对各类模型进行了综合论述，讨论了各类模型的特点与足，以及亟待解决的问题，探讨了各个模型的适用对象和适用条件。最后对流变模型的研究进行了展望。

非饱和土等效时间流变模型

为了理论分析流变速率效应力学特性,需要建立非饱和土流变模型.首先把非饱和土屈服面分为LC和SI屈服面。其次根据LC屈服面的压缩蠕变公式,利用等效时间法建立相应的黏塑性体应变速率公式,结合巴塞罗那屈服方程和相关联流动法则,获得LC屈服面的三维流变速率方程,揭示了本文与Gennaro-Pereira提出的LC后继屈服面方程的异同。再次,根据SI屈服面的吸力压缩蠕变公式,利用等效时间法建立相应的黏塑性体应变速率方程.最后,把LC和SI屈服面的流变速率方程与弹性方程相结合,建立非饱和土等效时间三维弹黏塑性模型.当不考虑流变速率效应时,LC和SI流变屈服方程可以退化到巴塞罗那模型的塑性屈服方程.理论分析了非饱和土一维流变特性,并与土工试验数据进行对比,两者较为吻合。三轴加载条件下的流变特性数值分析结果表明,按不同方式施加到同一恒载时,随着恒载维持时间的增长,不同加载方式引起的体积流变趋向一致,但剪切流变有较明显的差别.

基于沈珠江双屈服面模型理论的土体弹塑性模型

由于常用的邓肯E-μ、E-B模型的经验公式不能同时很好地反映粗粒土三轴剪切试验结果低围压剪胀、高围压剪缩变形特点,邓肯E-μ、E-B模型基于的广义虎克定律不能反映土体剪胀剪缩特性,所以笔者应用笔者发现的三轴剪切体变规律和沈珠江双屈服面模型理论相结合建立了基于沈珠江双屈服面模型理论的弹塑性模型,该模型能够很好地反映土体的剪胀剪缩特性,能够准确地拟合等围压剪切试验结果,能够很好地预测等应力比路径,等平均主应力路径,等大主应力,小主应力减小路径,小主应力和剪应力同等减小的应力路径的试验结果。

新疆某高混凝土面板堆石坝流变反演分析

该工程坝内部变形和表面变形在同类型级工程中偏大,且尚未收敛,现场检查发现坝顶和坝后出现了混凝土结构破坏等现象。为择机修复坝体防渗结构,对坝体内部测点和表面测点观测值的相对沉降值进行反演分析,通过反演分析确定"南水"双屈服面弹塑性模型和流变模型的参数。并基于反演分析结果,预测体沉降变形程度及最终沉降时间,计算成果表明:目前坝体沉降约占总沉降的83%,后期尚有17%的变量,估计坝体最大变形量为2.07 m。为后期修复坝体防渗结构提供依据。

直立顺层边坡的流变失稳特性研究

指出层状直立边坡的屈曲失稳与岩体的流变性质密切相关。针对直立顺层边坡在开挖成形后会产生向临空面的变形,忽略相邻岩层对其作用,仅考虑外层岩板向临空面变形并导致层间脱离的状况,采用自重作用下的梁柱力学模型,将地面坡角处的约束视为固定端约束,考虑岩体材料的流变特性,应用三参量粘弹性固体模型,分析了直立边坡的流变屈曲失稳特性。

平行圆盘间电流变液的挤压流研究

采用双粘度本构模型研究了两平行圆盘间电流变液的挤压流特性,壁面边界上采用Navier滑移模型。流场根据其特性被分为两个区域:对称轴附近的牛顿区以及远离对称轴的双粘区;双粘区存在屈服面。本文在牛顿区和双粘区分别求解出其速度场和压力梯度场。壁面上的滑移速度与当地的压力梯度成正比;而压力梯度在牛顿区与r成正比,在双粘区r值较大的地方与r近似成线性关系。通过将压力梯度在双粘区近似为r的线性函数,可积分出流场的压力分布与作用在圆盘上的挤压力。此外,本文还通过计算,考察了速度场的分布特点,分析了滑移系数对速度场、压力梯度场、屈服面位置以及挤压力的影响。

椭圆-抛物线双屈服面流变模型的应用与研究

堆石料具有剪胀、剪缩和流变等特性,堆石料流变严重影响高土石坝心墙、面板等结构的受力变形。为此结合室内试验,建立了一个考虑堆石流变特性的双屈服面流变模型。本文以水布垭面板堆石坝为例,采用双屈服面流变模型对坝体沉降变形、面板应力和挠度进行分析。计算结果表明:该模型能够综合反映复杂加载情况下堆石料剪胀、剪缩和流变特性;流变对坝体及面板的应力变形呈增大效应;200 m以上的高坝满蓄后5年左右流变效应仍未完全趋于衰减稳定;流变对面板拉应力的影响较大,轴向拉应力增幅达30%,顺坡向则次之;对比现场观测资料,自然界日晒雨淋过程会对堆石长期变形产生影响,现有的流变计算中均忽略了此类因素的影响,导致计算结果小于实测结果。

软土地基基坑工程的流变效应分析研究

首先采用软土本构模型——各向异性三屈服面流变模型,编制了基坑有限元程序,研究了基坑开挖过程中无周边留土和有周边留土情况下围护结构的水平位移、土体的位移(包括墙后土体的侧向位移、地表沉降和地表隆起)、支撑力随开挖过程的发展变化规律,探讨了基坑工程中的流变效应及其对围护结构位移和支撑力的影响。同时应用实例对新模型及有限元程序进行了验证,其计算值和实测值吻合。