基于粘弹塑性模型的高边坡蠕变分析

文章基于Burgers蠕变模型与带拉伸截止限的Mohr-Coulomb塑性屈服准则组合而成的复合粘弹塑性模型--Cvisc模型,建立某水库大坝左坝肩高边坡的三维边坡有限差分法分析模型。分析某蠕变体边坡长期蠕变的变形监测资料,并反演分析得到计算模型各岩层蠕变参数,据此研究蠕变体边坡的变形,为边坡的加固处理提供基础资料和参考依据。

岩石粘弹塑性模型的研究

根据岩石粘聚力在流变中的作用提出了新的流变机理,建立了新的一维粘弹塑性本构模型,推导了相应的一维蠕变本构关系和相应的一维松弛本构关系,并对蠕变实验结果进行了模拟,结果表明该模型能够反映岩石流变的全过程和模拟岩石蠕变中的第三蠕变,可以避免建模中的模型识别过程,反映岩石流变的机理,物理意义明确,适用范围广。实验证明该模型是合理的。

采用粘弹塑性模型计算单桩沉降

单桩的沉降计算是依据地基土在外荷载作用下的应力 -应变关系来建立计算模型的 ,但目前所建立的这些模型的计算结果 ,大多都与工程实际有较大的误差 .根据地基土的变形特征和桩 -土协同工作的原理 ,采用地基土的粘弹塑性模型和桩身混凝土的弹性变形模型 ,提出了单桩的沉降计算的基本理论 .经与工程实例对比分析 ,具有较好的一致性 .

一种适用于硬岩的粘弹塑性模型

本文针对花岗岩等硬岩受力变形的特点，提出了一种具有强化的作用的七参数弹－粘弹－粘塑性模型，并结合四参数破坏准则，导出相应的计算公式，该模型可较完整地描述硬岩在低压力水平时的粘弹性变形特性，以及在高应水平时具有加工硬化性质的粘塑性变形特性，最后，以三峡大坝施工期坝基岩体变形分析为例，给出了算例。

亚加载面粘弹塑性模型及其对金属材料的应用

本研究是以亚加载面模型理论为基础,在对历来典型的粘弹塑性模型分析的基础上,提出了金属材料的时间依赖性—亚加载面模型。它是采用分离型模型的概念,提出考虑金属材料高温条件下时间倚赖性变形特性的蠕变方程结构函数,从而推导出具体的本构方程式。亚加载面模型能合理地表现单调和重复负载的弹塑性变形特性,而且能较好的表现Masing效果。对2(1/4)Cr-1Mo钢在高温(600摄氏度)下的不同应变速率的实验结果进行数值模拟解析。

一种新的非线性粘弹塑性流变模型

根据岩石蠕变条件下裂纹扩展特性,在前人研究的基础上建立了一个能反映加速蠕变阶段的非线性粘弹塑性流变模型,该模型能描述蠕变变形的3个阶段,即初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变。结合锦屏二级水电站深埋长大引水隧洞板岩剪切流变试验结果,通过编写变尺度法(DFP)算法,辨识流变模型参数,结果表明作者提出的非线性粘弹塑性流变模型是正确的。

渤海海冰动力学中的粘弹塑性本构模型

在粘塑性海冰本构模型的基础上 ,将Kelvin Voigt粘弹性本构理论引入到海冰动力学中 ,进而建立了粘弹塑性海冰本构模型。该模型可较好地反映渤海海冰在小应变和小应变率条件下的粘弹性力学行为 ,同时还考虑了大应变率下的海冰粘塑性力学行为。对渤海辽东湾海冰进行了 48h数值模拟。结果表明 :粘弹塑性海冰本构方程较Hibler的粘塑性本构模型可更好地处理渤海的冰间相互作用 ,提高海冰数值模拟的计算精度。

修正的广义开尔文粘弹塑性岩石本构模型变形参数特性研究

广义开尔文流变模型被广泛应用于描述岩质边坡开挖过程中岩体的粘弹性变形分析。由于岩质边坡在开挖过程中岩体的变形是粘弹性和塑性变形综合作用的结果,因此广义开尔文流变模型不能较好地表达岩质边坡在开挖过程中的变形。文章针对岩质边坡在开挖过程中边坡岩体表现出来明显的粘弹塑性变形特征,采用FLAC3D数值软件对符合修正的广义开尔文粘弹塑性本构模型的岩石试件进行单轴压缩数值试验,获得该粘弹塑性本构模型变形参数的基本特性,为岩质边坡开挖岩体粘弹塑性本构模型的选择提供参考。

VPF用粘性介质粘弹塑性本构模型及参数确定

为确定粘性介质压力成形所采用的粘性传力介质的材料模型及其参数,对粘性介质剪切蠕变-回复实验结果进行分析,提出采用粘弹塑性材料模型描述粘性介质变形行为.将粘性介质的总变形分解为弹性分量、粘弹性分量和粘塑性分量,对实验结果进行拟合分析,分别确定了粘性介质变形的各个应变分量与应力之间的关系,最终建立了所选用的粘性介质粘弹塑性模型,为数值模拟粘性介质变形行为提供了依据.

三轴压缩下突出煤粘弹塑性蠕变模型

煤与瓦斯突出是煤矿井下最严重的灾害之一,研究突出煤的蠕变特性是认识煤与瓦斯延迟突出机理的重要方向。采用自行研制的突出煤蠕变渗流试验装置,对取自松藻煤矿的煤样进行了突出煤三轴蠕变试验。蠕变试验数据分析表明,突出煤在低于其长期强度载荷条件下表现出一种衰减蠕变特性,在高于其长期强度载荷条件下则表现出非衰减蠕变特性。通过引入能描述非牛顿流体变形特性的粘弹塑性体,结合鲍埃丁-汤姆逊体建立了突出煤粘弹塑性蠕变模型。利用Matlab编程拟合出了模型的相关参数,并根据突出煤的三维蠕变试验结果对蠕变模型进行了验证。试验结果与理论结果对比表明,所提出的突出煤的蠕变模型能有效地反映突出煤各种蠕变阶段的变形特性,尤其是加速蠕变阶段,充分体现了所建立的突出煤粘弹塑性蠕变模型的正确性与合理性。

一种粘弹塑性边界面粘土模型的损伤函数引入研究

针对各向同性粘弹塑性边界面模型不能模拟粘土不排水蠕变三轴试验中的土样开裂后变形的问题,通过试算研究,提出了一个损伤函数.通过将该函数与Kaliakin和Dafalias所提出的各向同性粘弹塑性边界面模型中过载函数相乘的方式,将该损伤函数引入到了模型之中,由此形成了一个各向同性的粘弹塑性损伤边界面新模型.根据该模型和对应的损伤参数,对加拿大温哥华市附近的Haney粘土试验进行了模拟验证.数值模拟结果表明,对于不同粘土土样的高偏应力加载等级,采用合适参数值的损伤函数对于模拟三轴不排水蠕变试验中的蠕变开裂及破坏变形令人满意,表明该损伤函数的引入有效可行,具有良好的理论及应用价值.

基于塑性强化和粘性弱化的岩石蠕变模型

为更好地描述岩石蠕变行为,特别是第2和第3期蠕变过程,基于岩石蠕变机理,在粘塑性元件中引入塑性强化函数和粘性弱化函数,建立了岩石的非线性蠕变模型.对圆柱形砂岩试样进行的单轴压缩蠕变试验表明,所建立的模型对试验数据的拟合程度较高(相关系数达0.98),能较好地描述岩石蠕变的全过程.

软岩三维粘弹塑性参数辨识研究

以某水电站地下厂房区软岩部位试验洞监测资料为基础,运用基于均匀设计-遗传算法-神经网络的人工智能反演分析方法,在考虑了仪器埋设滞后的位移损失的情况下,对岩体在宏观结构条件下的流变参数进行三维粘弹塑性位移反分析,得到了岩体的流变参数并进行了位移预测,与监测成果进行了对比分析。结果表明:预测围岩流变位移、速率与监测结果比较接近,规律性较好,说明辨识效果较好。

软岩巷道变形的粘弹塑性有限元分析

本文采用粘弹塑性模型对软岩巷道的流变特性进行有限元数值模拟分析。给出了软岩巷道应力、位移随时间的变化规律，详细讨论了支护压力、软岩体积膨胀和强度弱化对巷道稳定性的影响，为软岩巷道支护设计提供了一些有益的结论与建议。

弹粘塑性3D-FEM在地基蠕变沉降预测中的应用

采用适用于上海饱和软土的粘弹塑性模型 ,研制了三维有限元软件 .应用该软件对上海华盛路住宅大楼地基沉降进行了预测 ,并与实测值进行了对比 .结果表明 ,采用该本构模型和分步施加荷载方法进行地基蠕变沉降预测是可靠的 .

不同含水率软弱结构面剪切蠕变试验及模型研究

软弱结构面的蠕变特性是岩体重要力学特性之一,其蠕变特性常控制着岩体的蠕变变形和长期强度。软弱结构面中充填物的含水率是影响其蠕变特性的重要因素之一,通过开展不同含水率砂岩软弱结构面剪切蠕变试验,得到了具不同含水率的砂岩软弱结构面剪切蠕变试验曲线。基于得到的剪切蠕变试验曲线,分析了含水率对软弱结构面剪切蠕变特性及长期抗剪强度的影响规律。最后通过模型辨识,采用改进的粘弹塑性模型来描述考虑含水率变化的砂岩软弱结构面蠕变特性。

绿片岩三轴流变力学特性的研究(II):模型分析

首先,基于在岩石全自动流变伺服仪上得到的绿片岩三轴流变试验曲线,采用五元件线性粘弹性模型对表现为粘弹性流变特性的曲线进行了辨识,获得了绿片岩的粘弹性流变参数;然后,提出了一个新的非线性粘性元件,并将其与塑性体并联起来,得到一个新的非线性粘塑性体(NVPB),该体能充分反映岩石的加速流变特性:同时,将NVPB模型与五元件粘弹性模型串联起来,建立了一个新的岩石七元件非线性粘弹塑性流变模型。采用绿片岩加速流变全过程曲线,对提出的岩石七元件非线性粘弹塑性流变模型进行了辨识,得到了岩石七元件非线性粘弹塑性流变模型的材料参数。流变模型与试验结果的比较,显示了所建模型的正确性与合理性。

基于修正麦钦特模型的地面沉降模拟:以上海为例

中国很多发生地面沉降的城市,如上海、苏州、无锡、常州等地,土层变形呈现粘弹塑性变形特征,并且粘弹塑性变形在总的沉降中占很大比例.比如,1986-1997年间上海市地面沉降量的84%到98%由土层的粘弹塑性变形引起.修正的麦钦特模型(MM模型)是一种描述粘弹塑性变形的新模型.刻画粘弹塑性变形的地面沉降模型(LS-MM模型)是基于MM模型推导出的一种新的地面沉降模型.本文以上海市具有粘弹塑性变形特征的土层为例,通过数值模拟计算验证MM模型和LS-MM模型.结果表明,MM模型和LS-MM模型能很好的模拟土层的粘弹塑性变形,如考虑参数随沉降变化则能提高模拟精度.只有4个参数且能描述各种变形特征的优点使LS-MM模型适用于具有复杂变形特征的大型区域地面沉降模拟.

淤泥对波浪衰减作用的数值模拟

作者建立了波浪 淤泥相互作用数学模型并利用模型分析了淤泥床面上波浪的衰减特性。与以往的波浪 淤泥相互作用模型相比,本文模型引入了淤泥床面上波浪边界层以及波浪紊动的变化特性。模型结果与实验数据相比有较好的一致性。模型分析了波浪边界层厚度,泥层Stokes边界层厚度以及泥层振幅相位滞后与波浪衰减率之间的相关关系,并给出了波浪衰减率达到最大时各参量的变化范围。

地铁列车运行引起的环境振动评价

随着城市地铁建设的快速发展,地铁运行引起的环境振动问题引起了社会的广泛关注。以软件ABAQUS为计算平台,给出了模拟地铁列车振动荷载的表达式;采用修正Martin-Seed-Davidenkov动粘弹塑性本构模型描述土的动力特性;分析了地铁列车运行引起的地表振动特性;以地表振动加速度振级表征地表振动强度,对地表振动强度进行了分析和评价,为地铁线路选线和地铁沿线邻近建(构)筑物的减隔振设计提供一定的依据。