一种新的本构模型及参数标定

在现行本构模型研究的基础上,建立了一种全新本构模型,它可以描述4种行为特征:弹性-弹塑性-软化、弹性-弹塑性-硬化、理想弹塑性、弹脆性;其模型参数只有4个,现行模型只是该模型的特例(如:邓肯-张模型),介绍了模型参数的决定方法,其决定的依据是:模型所描述的行为特征与实测数据之间相关度最优;分析了岩土体破坏后区特征,提出岩土体破坏后区行为可以定义为视应力-视应变特征。并以实例对该模型进行了说明,结果表明,该模型可以描述岩土体的行为特征,并对虚内键模型、弹簧模型和离散单元法等具有借鉴作用。

2219铝合金高温本构模型及热加工图研究

为研究2219铝合金的高温流变行为及最佳热加工工艺窗口,采用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度为573~773 K和应变速率为0.01~10 s^(-1)条件下对2219铝合金进行了等温压缩实验,得到了不同应变速率和温度下的真实应力-真实应变曲线。根据2219铝合金流变数据的特性,提出了一种新的本构模型,并将其与经典模型的预测精度进行了对比。此外,利用构建的新本构模型推导出了2219铝合金的热加工图解析计算公式,并绘制了其热加工图。结果表明,2219铝合金是一种温度和应变速率高度敏感材料,其高温本构关系必须考虑温度和应变速率的影响。在低温下,Arrhenius模型和Hensel-Spittle模型的预测精度较低,尤其在573和623 K温度下,其预测结果与实验数据存在较大误差。相比之下,新模型在不同温度和应变速率下的预测精度误差较小,并且明显优于Arrhenius模型和Hensel-Spittle模型。这是因为新模型在lnσ和lnε·之间采用了3阶精度逼近,而Arrhenius模型和Hensel-Spittle模型只采用了1阶精度逼近。通过采用更高阶的逼近方法,新模型能够更准确地描述2219铝合金的流变行为,从而提高了预测精度。根据研究结果,最佳的热加工温度区间为623~773 K,最佳的热加工应变速率区间为0.1~1 s^(-1)。此外,通过微观组织分析验证了热加工图的有效性。

一种新的节理本构模型及几种新的滑坡稳定系数计算方法

在对滑坡渐进变形分析的基础上,提出一种新的节理本构模型,推理出本构模型参数的决定方法;分析临界状态应力特征,提出临界状态应变方程,将提出的本构理论和现行莫尔–库仑临界状态准则实现无缝连接。分析现行滑坡稳定性系数计算方法的优缺点,相应地提出滑坡稳定性系数几种新的计算方法:基于渐进变形的临界状态稳定性系数计算方法、部分条块强度折减稳定性系数计算方法、综合下滑力–摩阻力稳定性系数计算方法、最大主下滑力滑坡稳定性系数计算方法,以及每一条块滑坡稳定性系数计算方法。对传统滑坡稳定性系数计算方法和本文提出的方法进行对比分析,进而提出综合下滑力–摩阻力稳定性系数以及最大主下滑力稳定性系数计算方法较能反应工程实践。最后,以实例对所提出的计算模型进行对比分析。

新条分法在木鱼包滑坡稳定性分析中的应用

用新的条分法对木鱼包滑坡稳定性进行分析。传统条分法中条块底部的力学参数采用的是临界状态力学参数,认为条块底部处于"临界状态",而这种"临界状态"对于残余应力比较为适宜。新条分法条块底部的力学特性用"一种全新的本构模型"来描述,以不平衡推力法为例,给出了决定"临界状态条块"的方法,分析了可能的破坏模式,并给出了边坡整体破坏各条块应力及位移计算方法,从而计算出相应的稳定性系数。

一种新的混凝土单轴压缩损伤本构模型

现有的本构模型中很多采用以峰值点为界的分段方程描述混凝土的应力应变关系,而一些采用一个方程描述的混凝土本构模型时,为了能够正确反应混凝土压缩过程中的真实应力应变关系,多采用复杂的方程形式和较多的参数.为了用简单的方程将上升段和下降段连接起来,本文以峰值割线模量为基准,定义了一种新的损伤变量;并以经典损伤理论模型为基础,根据混凝土损伤演化规律的概率密度服从 Weibull 分布,提出了一个统一的方程来描述混凝土单轴压缩时应力应变关系的全过程.该方程形式简单,并只有一个参数。通过与混凝土受压实验数据和 Hognestad 模型、我国混凝土设计规范曲线方程对比,并进行误差分析,结果表明理论值和实验结果吻合很好.由于模型具有结构简单、参数少的特性,因此可以方便地应用于实际工程.

一种黄土滑坡渐进破坏过程分析

在中国西北,建设了许多灌溉水渠,由于水渠的灌溉引起了许多滑坡破坏,并带来了人员伤亡和财产损失。以高楼村水渠灌溉引起的黄土滑坡破坏为例,提出了滑坡破环渐进过程为:水的入渗在滑体中产生一定深度的水压力,引起黄土黏聚力和摩擦角下降,使滑坡体在一定深度产生剪破坏,紧接着滑体后缘产生拉剪破坏,致使后缘黄土处于破坏后区状态,并产生不平衡剪应力。该不平衡剪应力驱动滑体向前移动,直至滑面只有一点处于临界状态,随即整个滑坡发生破坏,并伴随着滑体解体,产生泥流。这种破坏过程可以概括为:滑坡先产生剪破坏,紧接着后缘产生拉剪破坏,当破坏后区产生的驱动剪应力大于滑体的摩阻力,会推动滑坡向前移动,直至滑坡发生完全破坏。以理论和试验论证了这种破坏机制的正确性,并验证了一种新剪应力本构模型的合理性。

黄堰塘滑坡稳定性分析及治理

以红土乡黄堰塘滑坡为研究对象,采用一种全新的本构模型分析其土体力学特性,同时计算滑坡在自然状态下和暴雨状态下的稳定性系数及最大位移,并分析该滑坡的稳定性。研究结果表明,黄堰塘滑坡目前处于基本稳定状态,但在连续强降雨下易引发山体滑坡。经综合分析后,给出抗滑桩+截排水沟+格构抗滑桩+截排水沟+桩间挡土墙+格构+钢管注浆工程+监测工程+箱涵工程的合理治理方案。