基于统计损伤修正的冻结砂—黏混合土改进Duncan-Chang模型

为描述冻结砂—黏混合土的偏应力—应变关系,进行不同含砂量冻结砂—黏混合土的冻土三轴压缩试验。基于改进的Duncan-Chang模型(D-C模型),引入统计损伤理论,拟合三轴压缩试验结果,分别建立以Mises强度准则和应变发展为微元强度变量的统计损伤修正模型,对比计算结果与试验数据。结果表明:冻结砂—黏混合土偏应力峰值随含砂量的增加而增加,偏应力—应变曲线由应变硬化型逐渐过渡到应变软化型的临界含砂量为50%。当含砂量介于20%~60%时,基于统计损伤理论的修正改进D-C模型能有效拟合应变硬化型曲线和具有轻微应变软化现象的偏应力—应变曲线。当含砂量为90%时,基于应变发展的统计损伤修正模型的偏应力峰值与试验结果相差3%,具有较强适用性。该结果为不同微元强度变量的统计损伤修正模型提供参考。

考虑扰动影响的修正Duncan-Chang模型

根据中国ISO标准砂在不同条件下的三轴试验资料,发现相对密实度对砂土强度和变形特性有显著影响.基于扰动状态概念(DSC)理论,以砂土相对密实度为扰动参量,建立统一扰动度函数表达式;根据试验结果,建立参数K和峰值强度与统一扰动度之间的函数关系式,提出考虑扰动影响的修正Duncan-Chang模型.给定砂土材料参数d、g以及初始状态下的Duncan-Chang模型参数,通过该修正模型可以对任意扰动度下的砂土应力-应变关系进行预测.试验验证表明,修正Duncan-Chang模型可以较好地反映相应扰动状态下砂土的应力-应变关系.

新岩滑坡膨胀性软岩Duncan-Chang模型及归一化特性研究

延边地区公路沿线广泛发育一种膨胀性较强的软岩,具有较强膨胀性,致使这一地区公路边坡出现了多处滑坡现象,带来了较大的危害。为了描述该地区岩土介质材料的强度及变形特征,分析吉林省在建汪延高速公路上的新岩滑坡的稳定性并为支护设计提供基本参数,通过现场取样,进行室内固结不排水剪切试验。试验表明:试样的应力-应变关系曲线为典型的双曲线,在低围压下,土体表现出弱应变硬化型,在高围压下,土体呈现明显的应变硬化型。结合Duncan-Chang模型,对实验结果进行分析,得到了D-C模型参数,并在此基础上,研究该地区膨胀土的归一化特性,结果表明,当归一化因子为(σ1-σ3)ult时,归一化程度最好,同时建立了应力-应变关系特性的归一化方程,能较好预测应力-应变关系。

基于Duncan-Chang模型的高层建筑物分层总和法沉降计算与场地变形分析

为研究某新建高层建筑物的沉降变形受场地条件差异及相邻既有建筑物的影响,基于Duncan-Chang模型计算地基沉降分析的方法和分层总和法规范修正公式,对该建筑物的沉降变形进行了对比计算;通过广泛布设沉降监测点,进一步分析了场内建筑物在建设不同阶段的沉降时空规律。结果表明,采用筏板基础的建筑物受荷载及不均匀沉降影响,存在"中间下凹,四周上翘"的挠曲变形特点。同时,在既有建筑物阻挡下,建筑物不同位置的沉降大小受到不同程度"抑制"。随着时间推移,沉降绝对值逐渐减小并在某一时期沉降趋于停止。

改进Duncan-Chang模型及其在基坑开挖数值模拟中的应用

利用岩土弹塑性理论将非线性弹性Duncan-Chang模型改进成一种弹塑性土体模型,推导了相应的弹塑性矩阵。将改进模型应用到某基坑开挖模拟,并与观测值比较,验证了改进模型的合理性。

基于Duncan-Chang模型的水泥土搅拌桩复合地基试验研究

通过室内三轴试验对水泥土桩的本构关系进行了研究,探讨了围压、水泥掺入比等因素对水泥土桩复合地基应力—应变、孔压变化规律的影响。通过对经典的Duncan-Chang模型进行修正,获得了水泥土搅拌桩复合地基的Duncan-Chang模型参数,为今后的有限元分析提供参考。

麦秸秆加筋石灰土的应力应变和Duncan-Chang模型参数研究

为增强石灰固化滨海盐渍土的抗变形能力,提出了麦秸秆加筋辅助处理的设想.考虑Duncan-Chang双曲线模型能较好地反映土的非线性特征,将Duncan-Chang模型和三轴压缩试验结果相结合,以加筋长度、质量加筋率、养护时间和围压为影响因素,探讨了不同条件下麦秸秆加筋石灰土的应力应变特性和相关模型参数.试验结果表明:1)养护初期,麦秸秆加筋石灰土和石灰土的应力应变曲线均表现为应变硬化型.养护21 d时,石灰土在4个围压下呈应变软化型,而麦秸秆加筋石灰土仅在100kPa围压下表现为应变软化型,在其他围压下依旧为应变硬化型.2)麦秸秆加筋石灰土的峰值主应力差和破坏应变均大于石灰土的,采用麦秸秆加筋可有效地提高石灰土的强度和抗变形能力.3)麦秸秆加筋石灰土在4个围压下的应力应变曲线的间距小于石灰土的,加筋技术更适用于在较低围压下改善土的强度和抗变形能力.4)麦秸秆加筋石灰土的强度增幅与加筋条件有关,对于直径61.8mm试样,圆柱形麦秸秆的适宜加筋长度和质量加筋率分别为20mm和0.25%.5)Duncan-Chang模型可较好的反映石灰土和麦秸秆加筋石灰土的应力应变的非线性特征.研究结果对实际工程中合理选择麦秸秆的加筋条件具有指导作用.

土体破坏时Duncan-Chang模型应用的若干关键技术

由于土材料的实际性状非常复杂,并且随加载条件的不同而有很大变化。每一类型土的本构模型都有它特定的应用范围和局限性。1970年提出的邓肯-张(Duncan-Chang)模型是一种目前被广泛应用的非线性弹性模型,但在自然状态下,许多土的卸载-再加载性质是接近于线性和弹性的。为了反映土的这一特性,本文提出了在应用邓肯-张模型分析土体破坏时的若干关键技术供应用时参考。着重处理了不同于单调加载时的卸载-再加载变形模量和泊桑比,建议了判断土的卸载-再加载现象破坏准则。

基于Duncan-Chang模型的垃圾土边坡有限元分析

采用fortran语言编写了Duncan-Chang本构模型子程序,实现了有限元软件ABAQUS的二次开发,再利用UMAT子程序接口导入Duncan-Chang的E-B本构模型对垃圾土边坡稳定性进行分析。通过与极限平衡法中的Bishop法和Morgenstern-Price法比较,对基于Duncan-Chang本构模型的有限元法在垃圾土边坡稳定性分析的合理性进行了探讨。

基于Duncan-Chang模型的静力贯入路基压实度确定方法

文章考虑路基土体具有非线性变形的特点,采用地基沉降变形传统分层总和法并引入分级加载的研究手段,基于Duncan-Chang模型且应力应变关系服从增量广义虎克定律的基础上,建立了路基贯入荷载位移分析模型;然后,引进自适应遗传模拟退火优化反演分析方法,并对实测路基静力贯入荷载位移曲线进行分析,建立了基于Duncan-Chang模型的静力贯入路基压实度确定方法。研究结果表明,文章采用的方法不仅能够检测路基压实度,而且还具有检测效率高的特点。

谈Duncan-Chang模型中侧向主应力对切线模量的影响

利用常规低塑性粉土和低塑性粘土的性质参数,计算分析了Duncan-Chang模型中初始切线模量E i和切线模量E t受侧向主应力σ3的影响,并分别总结了影响规律,以加深工程人员对Duncan-Chang模型的了解,更加合理地利用该模型对土体进行分析。

ABAQUS有限元分析软件中Duncan-Chang模型的二次开发

以ABAQUS用户子程序UMAT为基础,利用Fortran编程语言,开发研制了Duncan-Chang模型接口程序。通过数值检验表明,所研制的接口程序开发思路正确,可以用于分析实际工程问题。

基于数字图像测量的Duncan-Chang模型参数研究

利用三轴土样变形数字图像测量系统进行研究，发现不同测量方式得出的Duncan—Chang模型参数的差别很大。分析得出，数字图像局部变形非接触式测量与传统整体测量方式是导致模型参数存在差异的主要原冈。数值算例说明了模型参数差别对位移计算结果的影响程度，变形数字图像测量得到的模型参数K和Kb比传统测量的结果高2～3倍，相应的位移计算结果是传统测量方法模型参数计算得到结果的一半。

基于Duncan-Chang模型的地基沉降分层总和分析方法探讨

地基沉降分析方法是土力学研究的重要内容。该文在地基沉降变形力学机理研究基础上,首先考虑埋深或初始地应力即先期固结应力对地基土变形模量的影响,并将其区分为初始地应力的体积应力和偏应力影响两部分,引进分级加载思想,建立出不同埋深地基土变形模量的确定方法;其次,将地基沉降区分为附加体积应力和附加偏应力引起的沉降两部分,建立出地基沉降分析计算模型;然后,考虑地基变形的非线性变化特征,引进增量分析方法、虎克定律和Duncan-Chang模型,建立出附加体积应力和附加偏应力引起的地基压缩层变形的分析方法,并利用地基沉降分层总和法分析原理,建立出基于Duncan-Chang模型的地基沉降分析新方法。该方法不仅可以反映初始地应力和附加应力对地基土变形模量的影响,而且,可避免地基土压缩试验曲线和地基静载试验曲线的使用;最后,通过工程实例计算与分析,并与实测沉降值和现有分析方法的计算结果进行比较,表明了该方法可以满足工程计算精度要求,具有一定的合理性与可行性。

利用DunCan-Chang模型分析钢板仓壁静压力

用有限元法计算仓壁静压力 ,分析中引入三种类型单元模拟贮料 筒仓组合结构 :轴对称薄壳单元、轴对称物料单元、物料与仓壁间的界面单元。物料本构关系采用DunCan Chang非线性弹性模型 ,物料与仓壁间的摩擦作用采取指数函数形式。由算例证实了计算结果与实测值之间有很好的一致性。

基于Duncan-Chang模型的湿陷性黄土本构参数取值研究

文章基于Duncan-Chang模型,通过进行未含有和含有垂直节理的黄土三轴压缩试验,获得两者的应力—应变关系曲线。研究发现:同一围压下含有及未含有垂直节理的黄土应力—应变关系曲线均集中于较窄范围;经归一化处理所获得窄带内的平均曲线,可综合反映实际工程中黄土的物理力学性质;由平均曲线得到含有垂直节理的黄土应力—应变关系表达式及其参数;最终建立适用于潘涧河隧道Q3黄土的工程实用性模型,可为后续开展湿陷性黄土相关研究奠定基础。

Duncan-Chang模型参数数据库及信息系统

Duncan-Chang模型由于计算参数少,其物理意义明确,在土工数据分析中得到了广泛应用。文中分析了模型参数研究的现状,收集了已往文献中发表的大量的计算参数数据,对收集、整理的数据资料进行管理和分析,提出并建立了基于VFP的Duncan-Chang模型参数数据库及信息系统。

非线性问题解法及其在Duncan-Chang模型中的应用

本文主要探讨了非线性方程的求解方法,指出增量法是Duncan-Chang模型数值计算的一种比较合适方法,这种方法不仅可得到其加载过程的历史结果,便于绘制其变形过程的应力应变曲线,而且验证总子步数为45时,即可满足精度要求。

结构性黄土的修正Duncan-Chang模型

为了实现原状湿陷性黄土结构性与其本构模型研究的统一,解决软化型应力-应变曲线的切线刚度矩阵正定性问题,通过研究原状结构性黄土在不同含水率和固结围压条件下由增湿、固结作用和剪切变形引起的结构性损伤规律,建立可以反映结构性变化的修正非线性Duncan-Chang模型.该模型考虑了增湿和加荷对土体结构的损伤破坏,把含水率作为一个重要的变量,用一族具有相同初始切线模量和不同极限强度的双曲线来求取当前应变状态处的切线模量,能够统一描述结构性黄土的应变软化和硬化型应力-应变关系曲线,形成解决原状湿陷性黄土增湿和应力耦合条件下变形及强度计算问题的新方法.

ANSYS中Duncan-Chang模型的实现及验证

介绍了在ANSYS中开发Duncan-Chang材料本构模型的方法,给出了开发过程的概要。数值检验表明,在AN-SYS中增加Duncan-Chang材料本构模型后,不仅可以充分地利用该软件强大的非线性求解平台,而且还有可能完成复杂岩土工程应力应变的有限元数值分析问题。