检索结果-南通市图书馆

砂土状态相关本构模型在ABAQUS中的数值实现方法

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第2期46卷 246-248页

作者：郭浩天孙增春梁放崔昊汪成贵肖杨重庆大学土木工程学院重庆400045 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

土体的剪胀、应变硬化和应变软化等应力-应变特性与土体当前所处的状态相关,状态参数ψ(当前孔隙比e与临界孔隙比ecs的差值)被广泛用于表征不同状态下砂土的力学行为[1]。随后,不同学者相继提出了状态孔隙比参数Ie=e/ecs和Is=(e0-e)/(e0... 详细信息

土体的剪胀、应变硬化和应变软化等应力-应变特性与土体当前所处的状态相关,状态参数ψ(当前孔隙比e与临界孔隙比ecs的差值)被广泛用于表征不同状态下砂土的力学行为[1]。随后,不同学者相继提出了状态孔隙比参数Ie=e/ecs和Is=(e0-e)/(e0-ecs)、状态压力参数Ip=p′/pcs,以及状态孔隙比-压力参数Iep=ep′/ecspcs[2]。考虑到这一特性,可将状态参数引入广义塑性力学或边界面塑性力学中,建立一系列适用于砂土的状态相关塑性本构模型。

关键词：广义塑性力学状态参数应变硬化边界面应变软化孔隙比本构模型压力参数

热力耦合边界面模型在COMSOL中的开发应用

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岩土力学 2017年第6期38卷 1819-1826页

作者：费康刘汉龙孔纲强吴宏伟河海大学江苏南京210098 扬州大学江苏扬州225127 香港科技大学香港999077

基于边界面理论的热力耦合模型可以模拟边界面形状和尺寸随温度的变化,能够反映不同超固结比情况下升-降温引起的土体体积变化和温度对剪切特性的影响等土体重要的热力学特性。为了在热-流-固耦合分析中采用热力耦合边界面模型,基于有... 详细信息

基于边界面理论的热力耦合模型可以模拟边界面形状和尺寸随温度的变化,能够反映不同超固结比情况下升-降温引起的土体体积变化和温度对剪切特性的影响等土体重要的热力学特性。为了在热-流-固耦合分析中采用热力耦合边界面模型,基于有限元软件COMSOL,通过修改内置材料方程、耦合渗流和固体力学控制方程以及添加计算边界面内塑性应变偏微分方程的方法对一热力耦合边界面本构模型进行了二次开发。利用所开发模型,对一维固结问题、常温等向压缩问题、排水条件下等向升-降温问题和不同温度下不排水三轴压缩问题进行了模拟,验证了模型的可靠性和有效性。

关键词：温度本构模型边界面 COMSOL 二次开发

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粗粒土边界面塑性模型及其积分算法

岩土力学 2020年第12期41卷 3957-3967页

作者：孙增春汪成贵刘汉龙尹振宇吴焕然肖杨重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心重庆400045 香港理工大学土木与环境工程学系中国香港

粗粒土的强度、变形特性对土石坝、边坡和路基等工程的安全性与稳定性有着至关重要的影响。针对粗粒土在复杂应力状态下的强度和变形特性,在边界面塑性理论和临界状态理论框架下,通过引入状态参数和动态临界状态线建立了粗粒土状态相关... 详细信息

粗粒土的强度、变形特性对土石坝、边坡和路基等工程的安全性与稳定性有着至关重要的影响。针对粗粒土在复杂应力状态下的强度和变形特性,在边界面塑性理论和临界状态理论框架下,通过引入状态参数和动态临界状态线建立了粗粒土状态相关边界面塑性模型。模型不仅能够模拟粗粒土的应变硬化和体积收缩行为,还能描述应变软化和体积膨胀特性。基于ABAQUS的二次开发平台,结合带误差控制的改进欧拉积分算法编写了边界面塑性模型的UMAT子程序。通过设置不同的应变增量步和误差容许值,对改进欧拉积分算法的精确性和收敛性进行了分析。对不同密实状态和围压下粗粒土三轴排水剪切试验进行了模拟,验证了带误差控制的改进欧拉积分算法应用于粗粒土边界面塑性模型的合理性,为进一步工程应用奠定了基础。

关键词：粗粒土边界面状态相关改进欧拉积分算法 UMAT

考虑颗粒破碎引起级配演变的道砟边界面本构模型

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岩土力学 2017年第9期38卷 2669-2675页

作者：殷志祥高哲张建成孙逸飞冯瑶何慧荣辽宁工程技术大学研究生学院辽宁阜新123000 江苏科技大学(张家港校区)船舶与建筑工程学院江苏张家港215600 卧龙岗大学土木采矿与环境工程学院锦州市开发区财政投资评审中心辽宁锦州121000 鹤壁职业技术学院建筑设计与工程学院河南鹤壁458030

道砟即使在低围压下也会产生颗粒破碎,从而改变其原始级配。级配作为道砟的一个重要物理特性,显著地影响着道砟本身物理、力学特性。建立可以反映颗粒破碎引起级配演变的本构模型至关重要。基于Einav的分形破碎指标和土体边界面塑性理论... 详细信息

道砟即使在低围压下也会产生颗粒破碎,从而改变其原始级配。级配作为道砟的一个重要物理特性,显著地影响着道砟本身物理、力学特性。建立可以反映颗粒破碎引起级配演变的本构模型至关重要。基于Einav的分形破碎指标和土体边界面塑性理论,通过分析道砟三轴试验结果,尝试建立了低围压下可以反映颗粒破碎引起级配演变的道砟边界面本构模型。与试验结果对比发现:模型可以较好地反映道砟在低围压下的应力-应变特性;同时,可以对加载过程中颗粒破碎引起的级配演变进行合理的预测。

关键词：道砟颗粒破碎级配边界面本构模型

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砂土三维多重机构边界面模型

岩土工程学报 2017年第7期39卷 1189-1195页

作者：方火浪沈扬郑浩曾泽斌浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310018

以土的临界状态和边界面塑性理论为基础,引入状态参数,考虑砂土的剪胀特性,提出一个新型三维多重机构边界面模型。模型将复杂的宏观变形行为分解为一个宏观体应变机构和一系列空间分布的虚拟一维微观剪切机构。每个微观剪切机构包含一... 详细信息

以土的临界状态和边界面塑性理论为基础,引入状态参数,考虑砂土的剪胀特性,提出一个新型三维多重机构边界面模型。模型将复杂的宏观变形行为分解为一个宏观体应变机构和一系列空间分布的虚拟一维微观剪切机构。每个微观剪切机构包含一个微观剪应力–应变关系和一个微观应力–剪胀关系。利用三轴压缩试验中的应力条件,建立典型宏微观参数之间的关系。模型包含13个参数,多数可通过具有明确物理意义的土性参数来确定。通过对砂土三轴压缩试验和空心圆柱扭剪试验结果的数值模拟,表明模型不但能够合理反映在排水或不排水条件下砂土的硬化及软化特性,而且能在不增加任何参数条件下预测应力主轴旋转产生的变形累积特性和应变增量主轴与应力主轴之间的非共轴特性。

关键词：本构模型边界面剪胀状态参数多重机构

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考虑颗粒破碎的钙质砂边界面循环本构模型

岩土工程学报 2021年第5期43卷 886-892页

作者：王兆南王刚叶沁果查京京山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045

钙质砂作为一种海洋生物成因的易破碎材料,由其构成的地基在海洋环境下长期受到动荷载的作用,故模拟钙质砂在循环荷载作用下的颗粒破碎及其对应力应变行为的影响具有重要意义。将引起塑性应变和颗粒破碎的机制分解为两种:有效球应力增... 详细信息

钙质砂作为一种海洋生物成因的易破碎材料,由其构成的地基在海洋环境下长期受到动荷载的作用,故模拟钙质砂在循环荷载作用下的颗粒破碎及其对应力应变行为的影响具有重要意义。将引起塑性应变和颗粒破碎的机制分解为两种:有效球应力增加引起的压缩机制和剪应力比变化引起的剪切机制。压缩机制引起的颗粒破碎可由Hardin公式模拟,为适应复杂应力路径,在Hardin公式的基础上建立了增量型的压缩破碎模型。剪切机制引起的颗粒破碎满足两个"递减率":(1)在每一个单向剪切过程中,颗粒破碎的累积速率总是在单向剪切起始处最大,并随着单向剪应变的增加而减小;(2)在总的剪切过程中,颗粒破碎的累积速率随颗粒破碎量的增大而逐渐减小。在边界面本构模型框架中引入所建立的压缩和剪切破碎模型,通过随颗粒破碎量移动的临界状态线反映颗粒破碎对模量、强度和剪胀等应力应变行为的影响,建立了一个考虑颗粒破碎的循环本构模型。通过对钙质砂的单调和循环三轴试验结果的模拟初步验证了所提出本构模型的合理性。

关键词：钙质砂颗粒破碎循环荷载边界面本构模型

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堆石料状态相关三维多重机制边界面模型

岩土工程学报 2018年第12期40卷 2164-2171页

作者：方火浪蔡云惠王文杰浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058

堆石料的应力应变特性与材料的密度、压力等状态密切相关。针对堆石料的变形与强度非线性,在临界状态和边界面弹塑性理论框架内,建立了一个堆石料状态相关三维多重机制边界面模型。模型将复杂的宏观变形行为分解为一个宏观体应变机制和... 详细信息

堆石料的应力应变特性与材料的密度、压力等状态密切相关。针对堆石料的变形与强度非线性,在临界状态和边界面弹塑性理论框架内,建立了一个堆石料状态相关三维多重机制边界面模型。模型将复杂的宏观变形行为分解为一个宏观体应变机制和一系列空间分布的相互独立虚拟微观剪切机制。每个微观剪切机制包含3个方向的微观剪应力–应变关系和微观应力–剪胀关系。引入一个与密度、压力相关的状态参数,用以统一描述不同状态下堆石料的变形和强度特性。模型包含12个参数,多数具有明确的物理意义。对2种堆石料三轴压缩试验结果进行模拟计算,模型模拟值与试验结果吻合良好,说明模型能够较合理地预测堆石料的应力应变特性。

关键词：本构模型堆石料边界面状态参数多重机制

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湛江海域结构性软土的边界面损伤模型研究

岩土力学 2006年第1期27卷 99-101,106页

作者：孙吉主王勇孔令伟武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430070

鉴于天然软土普遍具有结构性的特点,为了考虑软土结构性的逐渐破损过程,提出反映结构损伤的损伤参量。在边界面理论的弹塑性模量中直接引入损伤函数,建立结构性软土的边界面损伤模型,避免了在边界面方程中引入损伤变量带来的复杂性,易... 详细信息

鉴于天然软土普遍具有结构性的特点,为了考虑软土结构性的逐渐破损过程,提出反映结构损伤的损伤参量。在边界面理论的弹塑性模量中直接引入损伤函数,建立结构性软土的边界面损伤模型,避免了在边界面方程中引入损伤变量带来的复杂性,易于在土工数值分析时采用。将理论预测与某海洋软土三轴排水与不排水剪切试验结果比较,显示了该模型的合理性。

关键词：结构性软土损伤边界面

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循环荷载作用下接触面的边界面模型研究

岩土力学 2007年第2期28卷 311-314页

作者：孙吉主施戈亮武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

基于边界面的概念,建立了循环荷载作用下砂与结构物接触面的边界面塑性模型,以描述其剪切应力与剪应变的滞回特性。该模型考虑了初始相对密度和法向应力的影响,同时在弹性模量中引入损伤因子,反映了接触面在循环荷载下逐渐硬化的性质。... 详细信息

基于边界面的概念,建立了循环荷载作用下砂与结构物接触面的边界面塑性模型,以描述其剪切应力与剪应变的滞回特性。该模型考虑了初始相对密度和法向应力的影响,同时在弹性模量中引入损伤因子,反映了接触面在循环荷载下逐渐硬化的性质。通过比较理论计算与试验结果,显示了该模型的合理性。

关键词：循环荷载接触面边界面损伤