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往复荷载作用下土体的广义塑性分析

岩土力学 2001年第2期22卷 126-129页

作者：孙吉主周健中科院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071 同济大学地下系上海200092

针对往复荷载作用下土体变形和孔压发展的特点，应用能模拟低应力水平下塑性变形的边界面模型，将其线弹性卸载过程改进为弹塑性，从而建立土的边界面广义塑性本构理论，数值模拟结果与三轴试验数据吻合较好。

关键词：边界面本构关系广义塑性往复荷载作用土体数值模拟

基于广义塑性本构模型的饱和多孔介质应变局部化分析

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岩土工程学报 2000年第1期22卷 23-29页

作者：张洪武张新伟大连理工大学

给出基于平均化原理的多孔介质动力学分析的基本理论与控制方程,采用适用于饱和砂土的广义塑性本构模型(PastorZienkiewicz模型)进行多孔介质的应变局部化数值模拟,分别对中等松散砂土与密实砂土两类介质进行了应变局部化数值模拟,并进... 详细信息

给出基于平均化原理的多孔介质动力学分析的基本理论与控制方程,采用适用于饱和砂土的广义塑性本构模型(PastorZienkiewicz模型)进行多孔介质的应变局部化数值模拟,分别对中等松散砂土与密实砂土两类介质进行了应变局部化数值模拟,并进一步对剪切带内孔隙水压力的数值结果进行了分析。可以发现,对密实砂土的模拟孔隙水将会出现负压(吸力)结果,而对中等松散砂土孔隙水则呈受压现象,这种现象出现的原因与材料的塑性膨胀现象密切相关。

关键词：饱和多孔介质应变局部化广义塑性有限元分析

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一个改进的筑坝粗粒料统一广义塑性模型

中国农村水利水电 2023年第4期 294-301页

作者：宁志远王樱畯徐建军朱晟中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 河海大学水利水电学院江苏南京210098

为准确预测抽水蓄能电站面板堆石坝长期运行变形性态,针对原筑坝粗粒料统一广义塑性本构模型无法较好模拟卸载、再加载过程中应力应变曲线的“滞回圈”现象,在卸载塑性模量中引入一个具有正值二阶导数的模量因子对原模型进行改进,可更... 详细信息

为准确预测抽水蓄能电站面板堆石坝长期运行变形性态,针对原筑坝粗粒料统一广义塑性本构模型无法较好模拟卸载、再加载过程中应力应变曲线的“滞回圈”现象,在卸载塑性模量中引入一个具有正值二阶导数的模量因子对原模型进行改进,可更好地描述模量随卸载进行而逐渐降低的特性。同时,通过引入应力比和塑性剪应变相关的模量函数,将原模型适用范围拓展至材料应力应变曲线的峰后软化阶段。基于室内三轴试验资料验证了模型有效性,结果表明,改进模型对粗粒料应力应变关系的表征精度更高,可反映如“滞回效应”“、棘轮效应”和应变软化现象。最后,推导并补充了参数β=1时的屈服面显式表达式,可用于抽蓄工程堆石坝长期服役性态预测的有限元数值分析。

关键词：本构模型筑坝材料广义塑性蓄泄循环

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浅析传统塑性位势理论与广义塑性位势理论

岩土力学 2003年第S2期24卷 207-211页

作者：陆有忠杨有贞郑璐石宁夏大学物理电气信息学院宁夏银川750021

就传统塑性位势理论与广义塑性位势理论(考虑和不考虑应力主轴旋转两种情况下)进行了系统的综述与比较。两种位势理论就解决金属与岩土变形机制问题均获得了很大的成功(尤其是后者);浅析了广义塑性位势理论遇到的困境和发展前景。

关键词：位势理论传统塑性广义塑性屈服面

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砂土统一本构模型研究及其三维数值实现

工程力学 2021年第10期38卷 181-187,247页

作者：王子珺赵伯明北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

基于广义塑性理论与临界状态概念,研究提出了一个统一三维砂土本构模型,通过一组参数实现了砂土由压缩至剪切过程中状态参量的统一表述。基于ABAQUS提供的用户自定义材料子程序UMAT接口,利用Fortran语言编程实现了该三维弹塑性本构关系... 详细信息

基于广义塑性理论与临界状态概念,研究提出了一个统一三维砂土本构模型,通过一组参数实现了砂土由压缩至剪切过程中状态参量的统一表述。基于ABAQUS提供的用户自定义材料子程序UMAT接口,利用Fortran语言编程实现了该三维弹塑性本构关系模型在软件中的二次开发。分别利用Toyoura砂、Fuji River砂以及Tokachi砂的剪切试验数据与数值模拟结果进行对比,结果表明:提出的有限元计算模型可以有效反映加载过程中不同围压和砂土初始密度对应力-应变曲线的影响,能够准确描述密砂的剪胀特性与应变软化特性以及松砂的剪缩特性与应变硬化特性,从而更加真实地反映三维应力状态下土的变形和强度特性。研究成果进一步扩展了ABAQUS在岩土工程中的应用范围,能够为岩土工程领域的数值分析计算提供更加快捷的解决方案。

关键词：砂土本构模型广义塑性临界状态 ABAQUS 二次开发

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堆石料的临界状态与考虑颗粒破碎的本构模型

岩土力学 2011年第S2期32卷 148-154页

作者：刘恩龙陈生水李国英钟启明四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室南京水利科学研究院

高应力水平时堆石料的颗粒破碎对其强度和变形机制有重要影响。临界状态土力学理论对重塑土的应力-应变关系的描述较为成功,但目前颗粒破碎对堆石料的临界状态的影响及其数学描述鲜有研究。对堆石料进行了固结应力从0.4 MPa到4 MPa的18... 详细信息

高应力水平时堆石料的颗粒破碎对其强度和变形机制有重要影响。临界状态土力学理论对重塑土的应力-应变关系的描述较为成功,但目前颗粒破碎对堆石料的临界状态的影响及其数学描述鲜有研究。对堆石料进行了固结应力从0.4 MPa到4 MPa的18组固结排水和固结不排水常规三轴压缩试验,以及6组等向压缩试验。试验结果表明:在排水条件和不排水条件下,不同的固结应力试样都趋于临界状态;堆石料的临界状态在q-p′平面和e-lgp′平面均为非线性变化。基于此试验结果,通过引入状态参数,在广义塑性力学的理论框架下,建立了考虑颗粒破碎的堆石料本构模型,并给出了模型参数的确定方法。与长河坝料的试验进行了对比,结果表明所建议的本构模型可以较好地模拟堆石料从低围压0.4 MPa到高围压3.5 MPa下的应力-应变特性。

关键词：堆石料颗粒破碎临界状态广义塑性本构模型状态参数

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饱和黏土热—力耦合本构模型研究

饱和黏土热—力耦合本构模型研究

作者：林志远福州大学

学位级别：硕士

随着热技术改良软土地基与能源桩(或地源热泵技术)等工程应用的出现与推广,岩土体力学特性与温度之间的关系逐渐成为研究的焦点。受制于热作用对土体力学特性影响的复杂性,对能源结构物与地基土之间的热力耦合机理的认识仍较为欠缺。为... 详细信息

随着热技术改良软土地基与能源桩(或地源热泵技术)等工程应用的出现与推广,岩土体力学特性与温度之间的关系逐渐成为研究的焦点。受制于热作用对土体力学特性影响的复杂性,对能源结构物与地基土之间的热力耦合机理的认识仍较为欠缺。为探究热作用对土体特性的影响以及结构物与地基之间的热力耦合作用关系,开展了饱和黏土的热力耦合模型研究。基于黏性土广义塑性模型,提出了一个半经验性的热-变形模型。该模型能够反映饱和黏土的热收缩变形随超固结比增大逐渐减小的特点,还能刻画热体积变形随温度循环次数逐渐累积的特征。成功构建能够反映饱和黏土热力特性的热-剪切模型。热-剪切模型仅额外引进2个热相关的模型参数,既能刻画等温、非等温条件下不同应力历史饱和黏土的硬化、软化以及剪胀特性,又能模拟非等温条件下土体剪胀性和剪切强度随温度升高而增大的岩土特性。热-力耦合本构模型(简称:TMGPM,Thermo-mechanical Coupled Generalized Plasticity for Clays)易于数值实现,借助岩土有限差分数值软件开展热-力耦合本构模型二次开发研究,并通过单元试验验证二次开发的可靠性。为了便于模型的数值实现推导了热-力耦合本构模型的差分方程,给出模型的数值积分算法步骤,以及阐述了二次开发开发过程中的技术难点与解决方案。热-力耦合本构模型的工程应用价值通过能量桩的数值模拟得以验证。数值模拟探究了长期温度循环作用下不同应力历史地基土的热变形对能量桩热力特性的影响,研究结果表明:桩顶位移与地基土应力历史相关,长期温度循环作用下的桩顶累积位移随着超固结比增大而减小,且主要受土体的热塑性变形控制,与桩身热变形和地基土热弹性变形关系不大。

关键词：饱和黏土热力耦合广义塑性二次开发能量桩

南宁市防洪堤岸坡岩土材料的本构模型试验研究

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