基于结构性黄土联合强度的邓肯–张非线性本构模型

基于Mohr–Coulomb强度准则建立的邓肯–张非线性本构模型可以较好地反映土体抗剪强度特性,但是不适宜反映土体的抗拉强度特性。为了合理反映结构性黄土的抗拉强度,首先,通过在邓肯–张非线性本构模型中引入联合强度准则,基于联合强度准则重新确定了土的强度(1 3?-?)f,从而对破坏应力比Rf进行了修正;然后,用修正后的破坏应力比Rf重新确定了切线变形模量Et;最后,用修正后的切线变形模量Et对切线泊松比νt进行了修正,从而建立了基于联合强度理论的邓肯–张模非线性本构模型,为邓肯–张非线性本构模型在结构性黄土边坡的稳定性研究中,合理考虑结构性黄土的抗拉强度特性的作用提供了一种新的方法和途径。

土体邓肯-张非线性弹性模型参数反演分析

针对邓肯 -张土体的非线性 -弹性模型 ,本文用变尺度法编制了优化程序 ,对该模型参数进行参数识别 ,结合工程算例进行验证 ,并进行了反馈分析。结果表明变尺度法是一种很好的约束优化算法 ,其收敛速度快、准确性高 。

邓肯张非线性材料模型参数优化计算方法

以SL237—1999《土工试验规程》建议的计算方法为依据,以邓肯张EB模型K,n参数的计算为主线,提出了一种邓肯张非线性材料模型参数优化计算方法。该方法首先得到5种拟合方案的参数计算结果,以此为依据确定K,n参数的二维矩形区域,然后在该区域内随机搜索与试验结果符合较好的参数点构成有效点集,根据有效点集确定优选参数。该方法综合考虑了5种拟合方案的计算结果,得到的优选参数是试验数据的充分体现,与规程建议的方法相比更具代表性。

基于非线性泊松比修正的邓肯-张E-ν模型及应用研究

针对邓肯-张E-ν模型在低应力状态下粗颗粒土体变特性描述不足的问题,分析高速铁路B组粗颗粒土填料大型三轴试验得到轴向应变与横向应变的变化特征,提出基于二次函数的非线性泊松比公式。将非线性泊松比代替邓肯-张E-ν模型切线泊松比,建立基于非线性泊松比修正的邓肯-张E-ν模型。采用中点增量法和Abaqus二次开发平台,编写修正邓肯-张模型的用户子程序(UMAT)。通过粗粒土三轴试验的数值模拟,对修正邓肯-张模型程序的可行性进行应用研究。研究结果表明:基于非线性泊松比修正的邓肯-张模型的轴向应变-体积应变计算结果与实验实测结果一致,可真实反映粗粒土填料的轴向应变-体积应变趋势。

模型参数对邓肯—张非线性弹性模型应用影响研究

岩体破坏模型重要影响因素之一是岩体本构模型,邓肯—张模型是岩土工程中应用最为广泛的土的非线性弹性本构模型.本文对邓肯-张非线性弹性模型的影响因素进行了分析,并结合实例说明,本构模型中有关参数的取值和匹配对模型的应用和工程计算均有较大影响.

应用邓肯-张非线性模型近似计算路基沉降

提出了应用邓肯－张非线性模型对路基沉降量进行估算的近似算法。通过与规范算 法和实测沉降的对比分析，证明该算法是可靠的，可用于软土路基设计与施工控制。

基于混合物法则根土复合体本构模型的研究

为探究根土复合体的应力-应变关系,将其视为两相体,根系采用线弹性模型,土体采用邓肯-张模型,并考虑根系与土体之间的相对滑移关系,基于混合物法则建立根土复合体本构模型。通过素土与不同含根量的根土复合体三轴压缩试验,得到其应力-应变关系,通过单根拉伸试验得到根系的弹性模量。结果发现,(1)根土复合体的极限主应力差随含根量的增加先增加后减小,含根量0.3%为最优含根量。(2)单根的直径与抗拉力、抗拉强度符合幂函数关系,与弹性模量符合多项式关系。(3)通过反分析的方法,建立滑移关系,得到模型计算值的应力-应变关系,发现模型计算值与试验值的拟合度(R^(2))为0.96。该研究为根土复合体本构模型的建立提供新思路,并为根土复合体的数值分析提供参数。

土体非线性本构模型的修正与土层特性分析

旨在提出一个合理应用经典土体非线性本构模型进行具体土层分析的方法。依据土体非线性数值模拟的基本理论,通过开发一个适合于大型计算软件ANSYS的Macro文件,采取对邓肯-张非线性本构模型中的参量Et进行逐级荷载作用下的修正方式,建立了一种土体非线性本构模型修正与土层非线性特性分析的方法。一黏性土土样的三轴试验结果表明,对一些常用的土的非线性本构模型,在应用于具体的土层中时所存在的不适应或不适合具体土层特性的部分,采用文中所建立的方法矫正或修正可提高应用这些经典本构模型对具体土层进行非线性特性分析时的合理性和有效性,进而可提高土的变形特性分析和土与其中及相邻结构共同作用分析的计算精度。

改进的邓肯-张本构模型在碎石土边坡稳定性分析中的应用

在Visual Studio环境中,以FLAC中的Mohr-Coulomb本构模型为框架,进行邓肯-张本构模型的二次开发。对某碎石边坡分别调用Mohr-Coulomb模型、邓肯-张模型、二次开发的改进邓肯-张模型进行稳定性分析。由于改进邓肯-张本构模型能较好地描述碎石土的非线性,反应土的剪胀性,且不受土体剪应变较大的影响,评价结果更为合理。

黄土非线性弹性本构模型

文章采取陕西泾阳第5层黄土(Q_2,L_5)样,分别做了不同含水率的原状和重塑土的三轴固结排水剪切试验和k_0固结试验,得到有效强度参数及变形参数与含水率的关系,利用邓肯-张模型对试验数据进行拟合,得出切线变形模量和切线泊松比与含水率的关系,获得原状和重塑黄土非线性弹性本构模型中的相关参数。

填石路堤中的非线性本构模型

填石路堤的沉降分析是随着我国交通建设的发展而提出的新的工程问题。在填石路堤的变形计算时,除了根据已有经验数据进行预测以外,多是通过对其本构模型进行研究,并在此基础上运用有限元等方法进行分析,得到其应力应变及沉降值,从而指导设计与施工。因此,本构模型的研究是填石路堤变形研究的基础。系统介绍了目前填石路堤有关的本构模型及其研究方法,重点介绍了邓肯-张模型及其在填石路堤沉降分析中的应用前景。

尾矿坝堆坝材料非线性力学特性试验研究及数学模型拟合

加强尾矿库安全管理,准确把握尾矿坝堆坝材料物理力学特性和运行规律,对于减少和防止尾矿库溃坝事故的发生,确保尾矿库的安全运行有重要意义。在总结有关尾矿库稳定性分析方法的基础上,利用三轴试验系统,以北京和尚峪尾矿库堆坝材料为研究对象,开展了尾砂非线性力学特性试验研究,整理并得到了用于描述尾砂应力变形特性的三轴试验曲线,并利用邓肯-张EB非线性数学模型对试验过程进行了拟合,拟合结果表明,邓肯-张EB模型能够较好地描述尾砂的受力变形特性。研究结果可为尾矿库安全监测系统位移预警指标的定量预警方法研究提供参考。

基于邓肯张模型多参数协调的强度折减法研究

简要介绍了邓肯张模型,结合大量的三轴实验数据对邓肯张模型进行了分析,建立了强度参数与变形参数之间的等价关系,进而提出一种考虑变形参数与强度参数协调折减的强度折减法。分析了不同折减方案对尾矿坝安全系数和塑性区分布的影响,得出与单纯折减c,φ值相比,协调折减Rf,K,n与c,φ的方案得到的位移场偏大,而协调折减Kb,m与c,φ的方案得到的位移场偏小,多参数协调折减的方案得到的位移场是一种折中的结果。同时,多参数协调折减方案可以消除模型底部部分不合理的塑性区,计算的安全系数结果最小,有利于工程的稳定性评价。

基于应力空间的多重势面模型及其与邓肯-张模型的比较

多重势面模型直接从数学原理出发建立本构关系,避开了传统塑性理论中屈服面的概念,为研究岩土工程材料本构模型提供了新的思路。本文推导了基于应力空间的多重势面模型本构关系,对同一单元体在不同加载方式下,分别利用多重势面模型和邓肯-张 E-μ模型,采用完全相同的模型参数进行了应力、应变计算,并在此基础上对比分析了计算结果。本文的计算分析成果有助于进一步理解和研究多重势面模型。

邓肯—张模型研究现状和在工程中的应用讨论

目前描述土的应力-应变关系的数学模型有很多种,包括弹性和弹塑性两大类。非线性弹性模型中,邓肯—张(Duncan—Chang)模型因其具有多种优点而获得了最为广泛的应用,它包括初始模型和修正后的E-B模型。在某工程路基沉降计算过程中应用了E—μ模型,在计算塔克拉玛干沙漠粉沙变形用到了E—B模型。

细砂质含水合物沉积介质的非线性弹性力学模型

描述含水合物沉积介质的应力-应变关系,建立含水合物沉积介质的力学模型,预测水合物储层的变形规律,是有效开发水合物资源的基本前提。以经典邓肯-张模型为基础,结合细砂质含水合物沉积介质力学三轴试验数据,提出了适合细砂质含水合物沉积介质的非线性弹性力学模型及其参数,并验证了模型的准确性。结果表明,该模型及其参数可以很好地描述细砂质含水合物沉积介质的应力-应变的非线性弹性关系。

邓肯-张模型参数敏感性分析

在岩土介质非线性弹性模型的反演分析中,采用邓肯-张模型,计算卸载时采用卸载模型,这一模型中与弹性模量和泊松比有关的参数有8个。如果将这8个参数都进行反演,计算工作量太大,也没有必要,因此文中对这些参数进行敏感性分析,通过计算得出:参数(?)、Rf、K、c相对来讲敏感性较强,而参数F、n、G、d相对来讲敏感性较弱。

基于邓肯-张E-B模型的边坡稳定性强度折减法的研究及应用

针对邓肯—张E—B本构模型和强度折减法在土质边坡稳定性分析中应用广泛,对其进行二次开发并嵌入FLAC3D中具有十分重要的意义。利用FLAC3D的二次开发平台,编制本构模型的相应程序,通过三轴数值试验验证了所编制程序的正确性;结合强度折减法求解了某土质边坡安全系数并判断出其潜在滑动面。

考虑参数简化的修正邓肯-张模型

邓肯-张非线性弹性模型被广泛应用于计算围堰修筑、土石坝等水利工程中粗粒土的应力-应变关系。然而,邓肯-张模型参数相对较多、计算结果往往不能充分体现土的剪胀特性。为解决上述缺陷,以邓肯-张模型为基础,提出了参数形式更为简化的应力-应变表达式,并基于沈珠江模型采用二次抛物线形式对应变进行描述,同时对该模型参数形式进行了改进,建立了反映土体体应变-轴向应变关系的体积比表达式。最后通过采用粗粒土和黏性土的试验结果对改进模型进行验证。结果表明:理论计算结果与试验结果吻合较好,改进的模型能够更好地反映土的体应变特征和应力-应变关系,为实际工程中土体的应力-应变关系计算提供了参考。

基于邓肯-张模型的饱和土统计损伤模拟方法研究

为反映饱和土变形的全过程,以某水电工程边坡破碎带饱和土为研究对象,采用CSS-2901TS型土体三轴流变试验机开展固结排水三轴压缩试验。在邓肯-张模型的基础上引入统计损伤理论,建立一种新的饱和土统计损伤本构模型,依据邓肯-张模型自身特性和回归求解的曲线拟合法,给出模型参数的确定方法,并对模型参数进行修正,使模型可反映差异性围压环境。结果表明,所建模型能较好地辨识饱和土变形过程,拟合精度较高,且模型结构简单,参数较少,具有较强的适用性。