考虑软黏土结构性损伤的圆柱孔扩张弹塑性分析

针对天然沉积软黏土中施工扰动导致原位土结构性损伤和强度降低的特征,根据圆孔扩张过程中产生的塑性剪切应变以及实测的渗透系数与不排水强度随径向距离的变化规律,提出对数式的原位扰动度函数以描述塑性损伤区的屈服强度变化;基于结构性剑桥模型屈服准则,采用屈服应力比和灵敏度分别表征初始结构稳定性和结构强度可变性大小,并与扰动函数相结合,推导了考虑土结构性损伤的软黏土柱孔扩张弹塑性解,表达式中灵敏度值为1时退化为不考虑结构损伤的传统解。进而通过竖井和沉桩施工引起的超静孔隙水实测结果与理论计算值的对比,验证了本文理论解的有效性;并分析了土结构及其损伤对柱孔扩张效应的影响,结果表明:屈服应力比越大,塑性区半径越小,径向应力越大,超静孔压随径向距离先增大后减小;灵敏度越大,径向应力越小,超静孔压越大。分析推导结果对准确预测挤土效应与合理揭示孔压静力触探等原位试验测试机理具有实用价值。

原状湿陷性黄土的结构性本构模型

研究目的:黄土的应力和含水率状态对应着一定的结构状态,微观结构性的改变,引起宏观力学性状的改变。湿陷性黄土在力与水的共同作用下,产生原生结构性的损伤和湿陷变形,对增湿和加荷耦合作用下的结构性变化规律,应力应变关系和增湿变形等力学特性的研究有重要的意义。研究结论:不同含水率和固结围压条件下原状结构性黄土的应力应变变化规律,以及由增湿、固结作用和剪切变形反映了土体结构性损伤规律;统一考虑增湿和加荷对土体结构的损伤破坏,建立的反映结构性变化的非线性本构模型,能够描述应变软化和硬化型应力应变关系曲线,实现了土的结构性与其本构模型研究的统一。

原状膨胀土三轴剪切过程的损伤力学特性

通过对原状膨胀土三轴剪切过程的CT扫描分析,结合CT数据及图像,发现其剪切受力破坏过程实际上是内部裂隙的扩张演化过程。在应力峰值之前,膨胀土的CT数一直在增加,同时CT数的方差减小,表明膨胀土的密度不断增加,在三向应力作用下,膨胀土变得相对均匀了;在峰值之后,情况正好相反,CT数一直在变小,CT数的方差变大,表明其密度不断减小,裂隙变得相对不均匀。裂隙是由中心向中部或边缘扩展,直至贯通和剪切面的形成。CT数的均值、方差随轴向变形变化关系曲线呈抛物线形式。

Study on the Uncertainty of Earthquake Damage Prediction Based on Damage Indices for RC Structures

Seismic damage indices of structure are widely used to quantificationally analyze structural damage levels under earthquake action. In this paper, a five-storey building model and a seventeen-storey building model are established. According to seven typical indices and different earthquake-inputs, a structural damage prediction is performed, with the results showing serious uncertainty of structural damage prediction due to different indices. Understanding of this phenomenon aids the comprehension and application of the results of earthquake damage prediction.