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考虑软土结构性损伤的柱形孔扩张理论分析

岩土力学 2012年第10期33卷 3059-3066页

作者：雷华阳丁小冬张万春天津大学土木工程系天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

采用考虑结构性损伤的四折线应变软化模型,针对管桩沉桩过程中产生的挤土效应,得出改进的柱形孔扩张理论解,并与已有模型进行对比分析,结果表明,简化的四折线模型与软土的典型压缩曲线最为接近,提出了四折线模型中各直线段和相应参数的... 详细信息

采用考虑结构性损伤的四折线应变软化模型,针对管桩沉桩过程中产生的挤土效应,得出改进的柱形孔扩张理论解,并与已有模型进行对比分析,结果表明,简化的四折线模型与软土的典型压缩曲线最为接近,提出了四折线模型中各直线段和相应参数的确定方法。采用Mohr-Coulomb屈服准则和相关联流动法则,提出了桩周不同区域内土体的应力、应变计算公式,给出了极限软化半径、极限破坏半径和极限扩张压力的计算方法。结合工程实例,通过对比分析发现,四折线模型的位移计算值与实测值最为接近,能更好地符合管桩挤土效应的实际情况。

关键词：软土结构性损伤柱形孔扩张管桩四折线模型

基于SMP破坏准则的柱形孔扩张问题理论分析

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大连理工大学学报 2006年第2期46卷 246-251页

作者：李波栾茂田大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

考虑土的应变软化特性,采用应力跌落的简化应力-应变模型,并用简化的体积应变vε与大主应变1ε及小主应变3ε与1ε之间的相互关系反映土的剪胀特性,利用空间准滑动面(SM P)理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,通过推导确定... 详细信息

考虑土的应变软化特性,采用应力跌落的简化应力-应变模型,并用简化的体积应变vε与大主应变1ε及小主应变3ε与1ε之间的相互关系反映土的剪胀特性,利用空间准滑动面(SM P)理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,通过推导确定了无黏性土中柱形孔扩张问题的应力场、应变场、位移场、塑性区半径和孔扩张压力.通过算例分析,探讨了土的剪胀性和软化特性对孔扩张问题的影响.通过与基于M ohr-Cou lom b破坏准则的解答进行对比分析,探讨了孔扩张问题中的中主应力效应.计算与分析表明,土的剪胀性和软化特性及中主应力对孔扩张(极限扩孔压力与塑性区半径)具有显著影响,基于M ohr-Cou lom b破坏准则的解答往往偏于保守.

关键词：剪胀应变软化空间准滑动面理论柱形孔扩张弹塑性分析

基于广义SMP破坏准则的柱形孔扩张问题理论分析

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岩土力学 2006年第12期27卷 2105-2110页

作者：栾茂田李波大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

采用应力跌落的简化应力-应变模型考虑土的应变软化特性,同时采用简化的体积应变εv与大主应变ε1及大主应变ε1与小主应变ε3之间的相互关系反映土的剪胀特性,根据空间准滑动面(SMP)理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,推... 详细信息

采用应力跌落的简化应力-应变模型考虑土的应变软化特性,同时采用简化的体积应变εv与大主应变ε1及大主应变ε1与小主应变ε3之间的相互关系反映土的剪胀特性,根据空间准滑动面(SMP)理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,推导并给出一般黏性土中柱形孔扩张问题的应力场、应变场、位移场、塑性区半径和孔扩张压力。通过算例分析,探讨了土的剪胀因素、软化特性对孔扩张问题的影响程度。为了反映中主应力的影响,将本文解与基于Mohr-Coulomb破坏准则的解答进行了比较。计算结果表明,土的剪胀性和软化特性及中主应力对孔扩张问题的影响是显著的,基于Mohr-Coulomb破坏准则的孔扩张解答往往偏于保守。

关键词：剪胀应变软化推广的空间准滑动面理论柱形孔扩张弹塑性分析

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考虑剪胀的线性软化柱形孔扩张问题

岩石力学与工程学报 1997年第6期16卷 550-557页

作者：蒋明镜沈珠江南京水利科学研究院土工所南京210024

从常规试验成果出发，用弹性软化－残余塑性三线性应力应变模型来模拟应力应变软化关系曲线；用三折线来模拟体积应变、小主应变与大主应变的关系曲线。采用双剪统一强度理论的屈服函数形式，推导并给出了柱形孔扩张时，应力场、应变场... 详细信息

从常规试验成果出发，用弹性软化－残余塑性三线性应力应变模型来模拟应力应变软化关系曲线；用三折线来模拟体积应变、小主应变与大主应变的关系曲线。采用双剪统一强度理论的屈服函数形式，推导并给出了柱形孔扩张时，应力场、应变场、位移场和最终扩张压力计算时所需公式和计算求解步骤。最后，通过对某一算例的计算求解，与弹脆塑性模型作了对比，着重分析了不同软化模式对应力场和位移场的影响。

关键词：剪胀线性软化强度理论柱形孔扩张土力学

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考虑应变软化和剪胀的柱形孔扩张理论分析

沈阳农业大学学报 2006年第6期37卷 878-883页

作者：李波栾茂田刘伟沈阳农业大学水利学院沈阳110161 大连理工大学辽宁大连116024

采用应力跌落软化模型、简化的体变ε2-大主应变ε1及大主应变ε3-小主应变ε1关系反映岩土类材料的软化和剪胀特性,基于Mohr-Coulomb破坏准则和平面应变轴对称问题的控制方程,推导并给出柱形孔扩张问题的应力场、应变场、位移场、塑性... 详细信息

采用应力跌落软化模型、简化的体变ε2-大主应变ε1及大主应变ε3-小主应变ε1关系反映岩土类材料的软化和剪胀特性,基于Mohr-Coulomb破坏准则和平面应变轴对称问题的控制方程,推导并给出柱形孔扩张问题的应力场、应变场、位移场、塑性区半径和孔扩张压力的求解公式。通过算例,分析了剪胀因素、软化特性对孔扩张问题的影响。为了反映剪胀和软化特性对柱形孔扩张的影响,将本研究解与基于理想弹塑性模型的解进行了比较分析,结果表明,剪胀和软化特性对孔扩张影响显著。

关键词：剪胀软化柱形孔扩张弹塑性分析

基于Mohr-Coulomb模型土体内柱形孔扩张的弹塑性解及应用

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基于Mohr-Coulomb模型土体内柱形孔扩张的弹塑性解及应用

作者：马路寒北京交通大学

学位级别：硕士

土的抗剪强度参数对于岩土工程的设计和施工非常重要,但是现有原位测试中还没有能够直接获得土体抗剪强度参数的原位测试方法。为了解决这个问题,本文基于Mohr-Coulomb模型和Vesic圆孔扩张理论对土体内的柱形孔扩张问题进行了弹塑性分析... 详细信息

土的抗剪强度参数对于岩土工程的设计和施工非常重要,但是现有原位测试中还没有能够直接获得土体抗剪强度参数的原位测试方法。为了解决这个问题,本文基于Mohr-Coulomb模型和Vesic圆孔扩张理论对土体内的柱形孔扩张问题进行了弹塑性分析,并根据得到的解析解提出了一种新型的原位测试仪的概念设计。本论文的主要工作及成果如下：1)进行了大量相关文献的调研和阅读,对国内外的研究成果进行了归纳和整理;分析了当前理论研究现状,深入了解圆孔扩张理论的原理、应用情况以及各种理论的优缺点。2)基于弹塑性理论,利用极限平衡分析方法,在现有的弹性分析的基础上对均匀围压下和双向不等围压下的柱形孔扩张问题进行了塑性分析;推导出了弹性极限压力与土体抗剪强度参数的关系,孔体积的变化与内压力p及抗剪强度参数的关系,孔内压力与塑性区分布范围的关系,塑性区的应变和位移分量,孔周土体塑性区的变形速率,以及小应变条件下孔壁的塑性变形。3)采用有限元软件MIDAS对均匀围压下和双向不等围压下的柱形孔扩张问题进行数值了仿真分析,分析了均匀围压下柱形孔周塑性区半径的开展与孔内压力的关系,不同抗剪强度参数下塑性区范围的变化规律,以及双向不等围压下的弹性极限应力,并与理论分析和推导的结果进行对比和分析,验证了推导得到的理论解。4)分析了当前国内外根据原位测试方法求取岩土体参数的不足,以前文推导出的弹性极限压力和孔的体积变化与土体抗剪强度参数的关系为原理,提出了一种新型的直接测量土体抗剪强度参数的原位测试装置概念设计。

关键词：塑性极限平衡分析柱形孔扩张弹塑性分析数值模拟原位测试

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非饱和土中的柱形孔扩张问题的研究

非饱和土中的柱形孔扩张问题的研究

作者：刘旭北京交通大学

学位级别：硕士

岩土工程中有很多问题都可以归结为小孔扩张(或小孔收缩)问题上,比如,旁压试验问题,静力触探问题,沉桩施工中的挤土效应等等。小孔扩张理论作为研究上述这些工程问题的一个理论基础,长时间以来就倍受国内外学者间的关注。大量科研工作... 详细信息

岩土工程中有很多问题都可以归结为小孔扩张(或小孔收缩)问题上,比如,旁压试验问题,静力触探问题,沉桩施工中的挤土效应等等。小孔扩张理论作为研究上述这些工程问题的一个理论基础,长时间以来就倍受国内外学者间的关注。大量科研工作者对此问题进行了研究,但主要是基于饱和土理论展开。本文将土体视为弹塑性材料,应用非饱和土理论,假设土体符合不同的屈服模型,对柱形孔扩张的过程中,其弹性区以及塑性区的应力分量的分布、位移的分布、弹性区极限应力等问题进行了分析和求解。本文的主要工作及成果如下：1)基于Mohr-Coulomb模型,给出了非饱和土在排水条件和不排水条件下的柱形孔扩张过程的解析解。根据解析解绘出应力分布曲线,将非饱和土中得到的应力分布解析解与饱和土中的解析解进行对比,分析了其中的异同点。2)基于水力力学耦合的非饱和土弹塑性本构模型,研究了非饱和土中的柱形孔扩张问题,给出土体中的应力分布的半解析解。首先基于已有非饱和土本构模型进行适当简化,然后结合排水条件以及不排水条件,推导得到了可通过数值方法求解的一系列具有初值条件的常微分方程。3)采用有限元软件ABAQUS对不同排水条件下,非饱和土中的柱形孔扩张问题进行了数值仿真分析,给出了柱形孔扩张过程中的应力和应变分布曲线。并且将数值模拟得到的分布曲线与理论推导得到结果进行对比,对解析解进行验证。

关键词：柱形孔扩张非饱和土弹塑性分析数值模拟排水条件

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三剪统一屈服准则在柱形孔扩张问题中的应用

南昌大学学报（工科版） 2010年第3期32卷 260-264页

作者：胡小荣张文完南昌大学建筑工程学院江西南昌330031

基于三剪统一屈服准则,通过用3条折线来描述土体的本构特征,对柱形孔扩张问题进行分析,考虑岩土材料的软化和剪胀特性,推导出柱形孔扩张问题下的应力场、应变场、扩张压力、塑性区半径的解析解。算例表明,临界扩孔压力随土的软化程度的... 详细信息

基于三剪统一屈服准则,通过用3条折线来描述土体的本构特征,对柱形孔扩张问题进行分析,考虑岩土材料的软化和剪胀特性,推导出柱形孔扩张问题下的应力场、应变场、扩张压力、塑性区半径的解析解。算例表明,临界扩孔压力随土的软化程度的减小而增大,在一定剪胀和软化程度下,临界扩孔压力随b的增大而增大。

关键词：三剪统一屈服准则剪胀软化柱形孔扩张

土体内柱形孔扩张问题的一般解及剪胀角的影响分析

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盐城工学院学报（自然科学版） 2008年第3期21卷 45-49页

作者：张光俊江苏省阜宁县公路管理站江苏阜宁224400

根据土塑性力学的基本原理,在考虑材料剪胀性的情况下,解得了土体内柱形孔扩张时塑性区范围大小的理论计算公式,进而得到了柱形孔扩张时引起周围土体内塑性区和弹性区应力场和位移场的解析解。研究了剪胀角ψ对弹塑性交界处半径R的影响... 详细信息

根据土塑性力学的基本原理,在考虑材料剪胀性的情况下,解得了土体内柱形孔扩张时塑性区范围大小的理论计算公式,进而得到了柱形孔扩张时引起周围土体内塑性区和弹性区应力场和位移场的解析解。研究了剪胀角ψ对弹塑性交界处半径R的影响并给出了剪胀角的测试方法。通过算例研究发现,弹塑性交界处半径R随着剪胀角ψ的增大而逐渐减小,塑性区平均体积应变却随着剪胀角ψ的增大而增大。

关键词：剪张角柱形孔扩张应力场位移场