建立在应变空间上的混凝土四参数破坏准则

提出了建立在应变空间上的混凝土四参数破坏准则,从而消除了Hooke定律假设和平面应力假设对有限元分析计算的影响.结合损伤模型,通过算例计算并与应力空间其他准则相比较,验证了该准则的合理性和可行性.该准则的特点是:形式简单,不仅能正确反映混凝土单轴应力状态下的强度,而且能很好地反映多轴应力状态下混凝土的强度.

应变空间混凝土的破坏准则

基于混凝土的破坏主要取决于应变的特点，对平面应力、平面应变及一般三轴荷载作用下混凝土的变形和破坏特性进行了试验研究及分析。根据试验结果，定义了混凝土的不同破坏阶段及分界面的确定原则。在此基础上建立了相应于不同破坏阶段的应变空间的破坏准则。其特点是：考虑了主应变与剪应变间的非线性关系，且与试验结果符合较好．

基于应变空间硅藻质软岩的软化本构模型

三轴试验结果表明,软岩具有显著的应变软化特征。正常固结软岩表现为峰值后较缓的软化特征,而超固结软岩峰值强度后的应力-应变曲线呈陡降软化特征。应变空间表述的弹塑性理论在解决大应变和软化问题时比应力空间表述的弹塑性理论更具有优越性。基于应变空间的基本的弹塑性本构方程式,采用Mises剪切屈服准则及相关联流动法则,导出固结不排水三轴条件下的应力-应变本构关系式,并采用不同的硬化函数表达式对软岩在不同围压下的应力-应变曲线进行数值模拟。结果表明,应变空间的弹塑性理论能较好地模拟软岩应变软化特征б其中硬化函数的确定是关键问题之一。通过研究,提出了用于固结不排水状态下正常固结软岩的硬化函数形式。

应变空间Q_1黄土的弹塑性本构模型

通过对陕西省洛惠渠五洞简易盾构法施工现场取样试验,在对试验得出的 Q1 黄土的应力-应变曲线特性进行分析的基础上,假定弹性部分的唯一性关系,把应力空间的加载函数转化为应变空间的加载函数,根据 Il′yushin公设提出了黄土的应变空间弹塑性本构模型,并将模型的计算结果与试验曲线进行比较验证。结果表明,该模型能够较好地模拟 Q1黄土的软化和剪胀特性。

基于应变空间的碾压混凝土各向异性损伤本构模型

根据碾压混凝土材料的力学特性和损伤拉压显著不同的特点,分别在拉应变和压应变空间建立了碾压混凝土的本构关系和损伤演化方程。在拉应变空间,碾压混凝土的变形特性表现为脆弹性,考虑弹性与损伤耦合,应用正交各向异性损伤理论描述碾压混凝土的刚度退化和应变软化;在压应变空间,考虑弹塑性与损伤耦合,应用内时理论来描述碾压混凝土的弹塑性特性,正交各向异性损伤理论来描述微裂缝扩展引起的刚度退化和应变软化,内时理论没有屈服面,使模型的参数和方程大大减少,从而简化了非线性计算过程。计算结果表明,该模型能够较好地描述碾压混凝土在单轴和多轴加载下的性质。

复杂形变状态下混凝土的应变空间破坏准则

简单介绍了以应力、应变及能量表达的混凝土破坏准则,指出应变破坏准则不仅能反映材料破坏的形变本质,还具有应用方便等诸多优点。为了方便描述混凝土在应变空间的破坏面,引入了Haigh-Westergaard坐标系,并介绍了应变的H-W不变量、应变张量的不变量和主应变的平均值、标准差之间的换算关系。在分析国内外混凝土强度和形变试验资料的基础上,提出了在Haigh-Westergaard坐标系中由应变的H-W不变量表示的应变空间破坏准则的一般式和简化式。拟合得到了一种C50混凝土的应变空间破坏准则的各个参数值,并对一般式和简化式进行了比较,指出一般式适用于各种形变状态,简化式在一定条件下能满足工程应用的要求。

应变空间表述的岩体损伤本构关系

在分析岩体细观和宏观损伤特征及其与岩体非弹性变形之间关系的基础上，应用损伤表面的概念描述损伤状态和过程，定义弹性一损伤准则，进而建立了应变空间表述的岩体损伤本构关系，并讨论了其参数的确定和应用．

应变空间表述的混凝土疲劳塑性/损伤双面本构模型

考虑到混凝土具有塑性和脆性相结合的复杂性质,运用损伤和塑性理论在应变空间分别建立了一个能描述混凝土应变和刚度变化的损伤面和塑性面,应用有效应力和弹塑性耦合的概念分析了混凝土的本构特征.计算结果表明,该模型能较好地描述混凝土在单轴及多轴单调加载和疲劳加载下的性质.

建立在损伤应变空间的岩体破坏准则

根据岩体损伤变形过程的耗散能分析，以及岩石和岩体模型的损伤、破坏试验结果，在损伤应变空间建立了一个岩体破坏准则，可方便地用于岩体强度及破坏的预测，而不需附加设定．该准则既适用干脆弹性岩石，也适用于弹塑性岩体。

航空铝合金应变空间弹塑性本构模型

从应变空间表述的塑性增量本构模型一般形式出发,根据航空铝合金等线性强化材料特性建立应变空间弹塑性本构模型。应变空间本构模型所需参数通过应力空间中对应参数转化得到,材料的屈服准则、流动法则、内变量和塑性模量等准则及参量均以应变空间的形式建立,从而构建适合铝合金等线性强化材料的弹塑性增量模型。通过算例计算,证明该模型与应力空间增量本构模型等效。该模型所需计算变量为可在线获得的应变,使应力分析计算大为简化,可以方便地求解应力空间本构模型难以求解的强化材料变形问题。因此特别适合于航空铝合金厚板预拉伸等金属变形加工工艺的应力分析。

应变空间的软岩统一弹塑性软化本构模型

为使以拉为正的统一强度理论表达式适用于岩土工程界以压为正的习惯表达,首先将以压为正的单向压缩和单向拉伸试验条件代入统一强度理论表达式,确定了相关参数,建立了以压为正的统一强度理论表达式,该表达式考虑了材料拉压不等及中间主应力的影响.将所建立的统一强度理论表达式引入应变空间,针对一种硅藻质软岩材料,利用基于应变空间的弹塑性本构方程对软岩的软化模型进行了分析和探讨,建立了应变空间表述的三轴状态下的弹塑性本构关系式,并结合硅藻质软岩的三轴试验结果进行了数值模拟分析,结果表明应变空间的统一弹塑性软化本构方程的数值模拟结果非常接近试验结果,可以很好地模拟软岩的应变软化特征.

应变空间弹塑性迭代计算的加速收敛法

本文导出了在应变空间表述的弹塑性本构方程,提出和推导了增量迭代计算中能加速收敛的中点刚度计算公式,给出了有限元和边界元的计算结果。

关于在应变空间中屈服面与其内部所构成的集合为凸集的证明

本文证明了满足ИЛЪЮШИН塑性公设的材料在应变空间中的屈服面与其内部所构成的集合为凸集，从数学上严格证明了应变空间中屈服面的外凸性及残余应力增量的方向问题，并通过引入凸集概念，为进一步深入研究以变空间中屈服面性状开辟了新途径。

应变空间中混凝土的弹塑性本构关系

本文基于依留申公高，在应变空间中建立了砼的本构模型，使材料的应变硬化和应变软化特性可以用统一的塑性条件表达。

应变空间中一般加载规律的弹塑性本构关系

为了建立多维应力、应变空间的弹塑性本构关系,将一般加载规律一维全量理论的简单弹塑性模型推广到一般加载规律的多维增量理论,并且给出应力空间的加载函数和应变空间的加载函数以及它们之间的正确的变换关系.在此基础上,在应变空间中建立了推导一般加载规律的多维增量理论的本构关系的一种途径.应用这种途径,从应变空间的加载函数出发,推导了等向强化材料的一般加载规律的弹塑性本构关系.理论和实例表明,这种途径对等向强化材料、随动强化材料、理想弹塑性材料和热弹塑性问题都适用.

应变空间中的塑性本构理论及其在金属板料成型中的应用

本文首先介绍了应变空间上以Ｇｒｅｅｎ应变和第二Ｐ－Ｋ应力表示的本构理论，并指出其与应力空间理论相比的优越性，针对金属板料成型的特定情形，本文导出本构关系的具体形式，便于成型过程计算的应用。

应变空间中混凝土的本构关系

本文基于ИЛЪЮШИН公设，在应变空间中建立了混凝土的本构模型，使材料的应硬化和应变软化特性可以因统一的塑怀条件表达，通过引进稳定参数，提出了求解非线性问题的改进的弧长法，避免了非线性问题在迭代求解过程中遇到的因局部材料屈服，破坏造成的平衡分叉问题，以得到结构软化阶段的数值解，算例结果与试验结果吻合良好。

基于应变空间弹塑性本构模型的FLAC^(3D)二次开发研究

基于应变空间理论,选择不同的塑性势函数(M-C关联准则和D-P非关联准则),对Mohr-Coulomb本构模型给出了它的数值计算格式,同时阐述了编制的关键技术和具体实施方法。采用FLAC3D二次开发平台UDM,在UserMohr模型的基础上使用Visual Studio 2005编译得到本构模型的动态链接库文件(DLL),实现了应变空间中弹塑性本构模型的二次开发。并利用地下盐穴静力溶腔过程模拟的验证算例进行对比分析。结果表明,计算结果与FLAC3D自带Mohr-Coulomb本构模型及解析解在弹塑性条件下进行比较,差值均很小,从而验证了程序的正确性。该程序可以为地下盐穴储库的溶腔模拟和长期运行流变分析提供一种可选择的数值模拟方法。

应变空间表述的混凝土弹塑性耦合本构模型

考虑到岩土类材料的应变软化和弹塑性耦合特点，从Ｉｌ’ｙｕｓｈｉｎ公设出发，把弹性模量看成是塑性应变的函数，直接从应变空间构造初始屈服函数并确定加载函数，推导出一个应变空间表述的本构模型。该模型不但可以描述材料的强化段，而且可以描述材料的软化段并能反映材料弹塑性耦合的性质。给出的两个简单算例说明了该模型的有效性。