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水合物沉积物力学性质的三维离散元分析

岩土力学 2014年第1期35卷 255-262页

作者：杨期君赵春风同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

水合物沉积物力学特性研究是天然气水合物开采领域中的热点问题。为深入了解水合物对沉积物力学特性的影响,在提出一个新的水合物沉积物离散元数值试样制备方法的基础上,模拟了不同水合物饱和度沉积物试样的三轴排水试验,并从其应力-应... 详细信息

水合物沉积物力学特性研究是天然气水合物开采领域中的热点问题。为深入了解水合物对沉积物力学特性的影响,在提出一个新的水合物沉积物离散元数值试样制备方法的基础上,模拟了不同水合物饱和度沉积物试样的三轴排水试验,并从其应力-应变关系、体变特性、弹性模量及峰值强度等方面对模拟结果及已有室内三轴试验结果进行了对比,然后利用该方法对具有不同微观胶结参数的水合物沉积物样进行了三轴离散元数值试验。研究结果表明:所提出的离散元模拟方法能较好地反映水合物沉积物的主要力学特性;天然气水合物与土颗粒间胶结性能的改变会对水合物沉积物的力学响应产生一定的影响;水合物沉积物强度和模量的增加是孔隙填充水合物和粒间胶结水合物共同作用的结果。

关键词：水合物沉积物力学性质离散元法三轴排水试验

考虑峰值后区应力跌落速率的脆岩损伤本构模型研究

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岩土力学 2019年第8期40卷 3099-3106页

作者：张超杨期君曹文贵湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康检测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

为了研究和分析脆岩峰值后区变形破坏力学性质,引入统计细观损伤理论,针对以破坏微元体数目与总数目之比定义的损伤变量存在的局限性与不足,在分析非均匀性岩石峰后变形破坏特征基础上探讨脆岩细观损伤演化机制,建立了考虑破坏微元体引... 详细信息

为了研究和分析脆岩峰值后区变形破坏力学性质,引入统计细观损伤理论,针对以破坏微元体数目与总数目之比定义的损伤变量存在的局限性与不足,在分析非均匀性岩石峰后变形破坏特征基础上探讨脆岩细观损伤演化机制,建立了考虑破坏微元体引起岩石材料非均匀性的修正损伤模型,并提出模型修正系数的函数假设;然后,在此基础上推导建立了岩石修正统计损伤本构模型,并给出了模型参数的确定方法;最后,将模型理论曲线与试验曲线进行了比较分析,并对模型参数的变化规律进行了讨论。研究表明:该模型能够反映脆岩峰值后区不同应力跌落速率的现象,模型理论曲线及模型参数的变化规律与试验结果较为吻合,表明提出的模型和方法具有一定的合理性与可行性。

关键词：脆岩应力跌落速率非均匀性损伤本构模型

考虑初始空隙闭合及其影响的脆性岩石变形破坏全过程模拟

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煤炭学报 2020年第3期45卷 1044-1052页

作者：张超陈秋南杨期君雷勇湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

岩石材料本构模型是进行岩体工程设计与分析的基础。为了建立能够准确反映脆性岩石变形破坏全过程模拟方法,针对当前统计损伤本构模型难以很好地反映脆性岩石峰前变形力学性质的局限性,进行了深入分析。首先,在脆性岩石变形力学特征分... 详细信息

岩石材料本构模型是进行岩体工程设计与分析的基础。为了建立能够准确反映脆性岩石变形破坏全过程模拟方法,针对当前统计损伤本构模型难以很好地反映脆性岩石峰前变形力学性质的局限性,进行了深入分析。首先,在脆性岩石变形力学特征分析基础上考虑初始空隙闭合及其影响,并由此将其分为两类:第1类初始空隙和第2类初始空隙,其中,第1类初始空隙仅能够在静水压力状态下发生闭合,其闭合程度对脆性岩石弹性模量变化特征产生影响,且其未闭合部分引起脆性岩石具有初始损伤;第2类初始空隙能够在任意应力状态下发生闭合,且能够在脆性岩石初始宏观变形阶段完全发生闭合,其闭合程度对脆性岩石初始压密变形阶段与初始宏观非线性变形曲率均产生影响。其次,脆性岩石被抽象为由裂隙材料和骨架材料两部分组成并基于材料变形力学分析方法建立脆性岩石变形分析方法,然后基于瞬时应变和统计损伤理论分别建立裂隙材料变形分析方法和骨架材料变形分析方法,进而建立考虑初始空隙闭合及其影响的脆性岩石本构模型,并给出了模型参数的确定方法。最后,将该模型及同类型模型理论曲线分别与试验曲线进行比较分析,并在此基础上探讨初始空隙闭合对脆性岩石损伤和附加损伤演化规律产生的影响。研究结果表明:该理论模型能够准确地反映脆性岩石变形破坏全过程,且能够阐释围压、初始空隙和脆性岩石峰前变形力学特性3者之间的关系,从而验证了本文模型和方法的合理性与可行性。

关键词：脆性岩石本构模型初始空隙弹性模量非线性

应力路径试验前后黄土孔隙变化及与力学特性的联系

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岩土工程学报 2012年第8期34卷 1369-1378页

作者：蒋明镜胡海军彭建兵杨期君同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点试验室陕西西安710054

应用压汞试验研究了不同应力路径试验前后原状和重塑黄土孔隙分布的变化,探讨了宏观力学特性与孔隙分布的联系。压汞测试结果表明:试验前两种土具有相近孔隙分布的双孔隙结构;两者w=15%试样等含水率试验后孔隙分布接近,两者饱和试样固... 详细信息

应用压汞试验研究了不同应力路径试验前后原状和重塑黄土孔隙分布的变化,探讨了宏观力学特性与孔隙分布的联系。压汞测试结果表明:试验前两种土具有相近孔隙分布的双孔隙结构;两者w=15%试样等含水率试验后孔隙分布接近,两者饱和试样固结不排水试验后孔隙分布差异较大;应力作用主要对粒间孔隙分布产生影响;常规和减围压三轴等含水率试验后粒间孔隙体积分别减小和增大,相同固结压力下固结不排水减围压三轴试验后粒间孔隙体积比常规三轴试验后的大。原状黄土(w=15%)在低围压常规三轴试验后未出现剪切带,试样内不同部位孔隙分布未呈较大差异性。根据原状和重塑黄土相同应力路径试验后的孔隙分布差异,探讨了试样宏观力学特性的微观机理,研究结果表明胶结作用、基质吸力和粒间孔隙比对试样的强度和变形起主要作用。

关键词：黄土应力路径压汞试验孔隙分布结构性胶结基质吸力粒间孔隙

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岩体质量分类区间非线性模糊评判方法研究

岩石力学与工程学报 2007年第3期26卷 620-625页

作者：曹文贵张永杰杨期君湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

针对现有地下结构岩体质量模糊分类方法的局限性与不足,在考虑岩体质量分类影响因素的模糊性与层次性基础上,重点研究模糊矩阵加权运算的非线性特征及影响因素权向量与隶属度的区间性特征,通过引进非线性模糊矩阵合成算子、区间数学理... 详细信息

针对现有地下结构岩体质量模糊分类方法的局限性与不足,在考虑岩体质量分类影响因素的模糊性与层次性基础上,重点研究模糊矩阵加权运算的非线性特征及影响因素权向量与隶属度的区间性特征,通过引进非线性模糊矩阵合成算子、区间数学理论和区间数矩阵相对优势度分析方法,建立岩体质量分类的区间非线性模糊评判方法。该方法减少评判的主观性,更好地反映出不利因素对评判结果的影响,从而使岩体质量分类方法更趋合理化,并使其具有更强的可操作性。工程实例计算及其与同类方法进行比较分析均表明了该方法的可行性与合理性。

关键词：岩石力学地下结构岩体质量分类区间数学理论模糊评判非线性模糊矩阵合成算子相对优势度

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土钉支护优化设计方法研究

土钉支护优化设计方法研究

作者：杨期君湖南大学

学位级别：硕士

土钉支护是基坑和边坡加固中重要的支护形式之一,它以其经济可靠、施工快速简便等优点在我国得到了迅速推广和广泛应用。但由于目前人们对土钉支护的作用机理认识不足,其设计仍停留于经验阶段,而且,往往只注重土钉支护的安全性,忽视了... 详细信息

土钉支护是基坑和边坡加固中重要的支护形式之一,它以其经济可靠、施工快速简便等优点在我国得到了迅速推广和广泛应用。但由于目前人们对土钉支护的作用机理认识不足,其设计仍停留于经验阶段,而且,往往只注重土钉支护的安全性,忽视了其经济性。因此,为了兼顾二者,必须对土钉支护的优化设计方法进行深入研究,其具有重要的理论与工程实际意义。本文在深入研究国内外相关研究现状的基础上,首先通过研究土钉支护的加固机理,提出了土钉最大拉力分配系数的概念,并给出了相应的计算方法,而且,通过将该方法所得的分析结果与工程测试结果进行对比分析,验证了其合理性;其次,结合土钉支护整体稳定性的极限平衡分析方法,建立了确定土钉合理设计长度的计算模型,为土钉支护的优化设计奠定了基础;然后,在深入研究土钉支护设计影响因素的基础上,构建出了可考虑受土钉层数、土钉间距、土钉倾角和土钉长度等众多因素综合影响的土钉支护优化设计模型;最后,在上述研究基础上,引进模拟退火优化算法,通过将其与几何控制参数法结合,建立出了土钉支护优化设计的新方法,并开发出相应的计算程序。工程实例分析和计算表明,本文所提出的优化设计方法稳定可靠,计算所得到的优化设计方案兼具安全与经济合理性,为土钉支护优化设计提供了新的思路和方法。

关键词：土钉支护最大拉力分配系数土钉长度计算模型优化设计模拟退火算法几何控制参数法

考虑初始缺陷与弹性模量的岩石变形破坏过程模拟方法

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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应用力学学报 2020年第1期37卷 286-292,I0020页

作者：张超杨期君曹文贵湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康检测湖南省重点实验室湘潭411201 湖南大学岩土工程研究所长沙410082

针对扰动作用下岩石存在初始缺陷的特点,通过探讨含初始缺陷岩石变形力学特征,根据含初始缺陷岩石弹性模量的变化情况,建立了初始损伤的确定方法。然后,引入几何损伤理论,通过分析三轴压缩条件下岩石损伤演化规律,建立了含初始缺陷岩石... 详细信息

针对扰动作用下岩石存在初始缺陷的特点,通过探讨含初始缺陷岩石变形力学特征,根据含初始缺陷岩石弹性模量的变化情况,建立了初始损伤的确定方法。然后,引入几何损伤理论,通过分析三轴压缩条件下岩石损伤演化规律,建立了含初始缺陷岩石损伤模型,进而建立了考虑初始缺陷与弹性模量的岩石统计损伤本构模型,并给出了参数的确定方法。最后,通过砂岩三轴压缩试验资料分析得出:本文理论模型能够反映不同围压作用下含初始缺陷岩石的变形破坏全过程,与试验曲线较为接近;且常见损伤模型是本文理论模型的特例,表明本文模型和方法具有一定的合理性与可行性。

关键词：岩石初始缺陷弹性模量损伤本构模型

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一种改进的水合物沉积物弹塑性损伤本构模型

海洋工程 2014年第5期32卷 57-62,92页

作者：杨期君赵春风同济大学土木工程学院地下建筑与工程系岩土与地下工程教育部重点实验室上海200092

为了全面考虑水合物对沉积物的力学影响,提出了一个改进的水合物沉积物弹塑性损伤本构模型。首先通过分析水合物在沉积物中的存在形式,认为沉积物的力学特性是水合物胶结以及密实两种作用共同影响的结果;然后在弹塑性损伤理论框架内,引... 详细信息

为了全面考虑水合物对沉积物的力学影响,提出了一个改进的水合物沉积物弹塑性损伤本构模型。首先通过分析水合物在沉积物中的存在形式,认为沉积物的力学特性是水合物胶结以及密实两种作用共同影响的结果;然后在弹塑性损伤理论框架内,引入状态相关砂土本构模型来描述水合物填充的影响,从而建立一个能反映体变特性和围压影响的水合物沉积物本构模型;最后,利用已有试验结果对模型进行了验证。此成果可为将来的水合物开采提供参考。

关键词：水合物沉积物本构模型状态相关摩擦胶结损伤

一流本科建设背景下土木工程专业实践教学改革探索

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安徽建筑 2022年第2期29卷 129-130页

作者：张超陈秋南贺建清杨期君安永林湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411100

土木工程作为一门覆盖范围广、结构复杂的学科,其带有强烈的实践属性。目前土木工程教学模式往往采用理论教学和实践教学相结合的模式,但由于种种原因,各个高校的实践教学往往滞后于理论教学,使得现阶段的教育模式很难适应社会发展的需... 详细信息

土木工程作为一门覆盖范围广、结构复杂的学科,其带有强烈的实践属性。目前土木工程教学模式往往采用理论教学和实践教学相结合的模式,但由于种种原因,各个高校的实践教学往往滞后于理论教学,使得现阶段的教育模式很难适应社会发展的需求,也无法匹配行业先进理念。因此,在教育部启动双一流建设"双万计划"后,土木工程实践教学改革势在必行。文章分析了土木工程的特点,结合时代背景及行业发展要求,对目前土木工程专业实践教学的方式和存在的问题进行了总结和分析,在此基础上提出了相应的改革措施和方法,以期能够为高校今后在实践教学环节和双一流建设上提供帮助。

关键词：土木工程实践教学教学改革