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考虑损伤效应的冻粘土蠕变本构理论研究 总被引:3,自引:0,他引:3
用简单的屈服函数作为冻土塑性损伤变量,对西源模型中的粘塑性蠕变量进行损伤修进。通过相关推导得到了冻土粘弹塑性损伤本构方程。通过用户子程序将此本构模型嵌入到大型商业有限元软件ADINA中。有限元计算结果表明:考虑损伤的冻土本构模型能较好的模拟加速蠕变阶段,可用于深井工程实践。 相似文献
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冰作为冻土的基本组成部分,对冻土蠕变的加速蠕变阶段有重要影响。温度通过影响冻土中冰的冻结与融化过程,及其黏塑性流动,引起冻土结构的强化与弱化,从而成为了决定冻土蠕变力学行为的关键因素之一。同时,外部应力也造成冻土的强化与弱化,影响着冻土的蠕变。通过引入硬化因子与损伤因子来考虑温度、应力造成的冻土材料强化与弱化。硬化因子H代表了蠕变过程中强化效应的大小,而损伤因子D则代表了由弱化效应造成的冻土材料相关参数的折减比例,进而提出了适用于冻土的改进西原蠕变本构模型。该模型预测值与试验数据的比较表明:改进的模型不仅能较好地描述初始蠕变阶段、稳定蠕变阶段,而且相比于传统模型,能更好地描述冻土加速蠕变阶段,具有合理性与一定的实用性。 相似文献
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由于高温冻土内部含有大量随机分布的初始缺陷,从而使其力学性质具有明显的离散性和随机性.基于3种不同围压下的试验结果,利用K-S检验法对强度的概率分布进行了拟合检验,结果表明Weibull分布能较好地描述高温冻土的强度分布,随后对强度进行了可靠度分析.基于连续损伤理论和Drucker-Prager准则,建立了高温冻土的损伤统计本构模型.通过3种不同围压下的试验结果与之对比分析,表明该模型可以较好地反映出高温冻土应力应变曲线的变化过程. 相似文献
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土体的本构模型是分析计算土工结构变形规律的关键。自剑桥模型提出以来,对于土体本构模型的研究,各国学者在不同环境条件下发展研究了适用于相应试验条件下的各类模型。随着寒区经济的发展,关于冻土力学性质的研究日益增多,许多学者借鉴常规融土的研究方法建立了不同条件下的冻土弹塑性本构模型。为了进一步理清冻土变形行为的特征,完善适用于冻土弹塑性行为的本构模拟理论和方法,作者总结和分析了各类冻土弹塑性本构模型的理论基础、建模方法、参数确定方法等内容,对进一步发展可准确描述冻土复杂力学行为的本构模型具有指导意义。 相似文献
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传统线性元件组合模型难以描述岩石非线性加速蠕变阶段特性,给工程应用带来了巨大困难。提出一种新的应变触发非线性黏壶元件,并将其与Bingham模型串联,建立了可以描述岩石等速和加速蠕变特性的一维本构模型,进而推导出相应的三维蠕变本构模型,再将三轴压缩过程中岩石弹性模量的衰减方程引入该三维蠕变本构方程,得到一个能反映岩石蠕变全过程特性的三维非线性黏弹塑蠕变本构模型,根据泥岩蠕变试验数据对该模型参数进行了辨识。模型理论计算值与泥岩蠕变试验数据的对比表明改进的Bingham模型不仅可以充分反映软岩的等速蠕变特性,还可以很好地描述软岩的衰减和加速蠕变规律,且模型元件少,组合形式简单,为软岩非线性蠕变本构模型研究提供了新的借鉴。 相似文献
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冻土蠕变的渐进屈服准则 总被引:3,自引:5,他引:3
基于冻土蠕变的现象分析表明,冻土蠕变的破坏是由于冻土中非弹性变形积累的结果,在冻土的任何变形阶段都存在着非弹性变形。非弹性变形的积累在一定条件下导致了冻土渐进屈服的出现,渐进屈服反过来又促进了冻土蠕变的进一步增加。 相似文献
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从线性粘弹性理论出发,在满足Boltzmann叠加原理的情况下,给出了模型实验应满足的一般相似条件,进一步讨论了冻土蠕变模拟实验的相似条件。确定了冻土及光粘弹性模型的蠕变参数。在此基础上对有圆孔的冻土蠕变进行了光粘弹性模拟实验,得到了孔边应力随时间变化的结果。 相似文献
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从线性粘弹性理论出发,在满足Boltzmann叠加原理的情况下,给出了模型实验应满足的一般相似条件,由此出发,进一步讨论了冻土蠕变模拟实验的相似条件,得出了由模型实验结果计算原型应力、应变及位移的公式。 相似文献
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冻土单轴蠕变过程中结构变化的CT动态监测 总被引:9,自引:4,他引:9
CT为岩土材料非破坏的持续检测和内部结构的定量描述提供了可能,利用这一手段观测分析了冻土单轴蠕变过程中结构的变化情况,结果表明蠕变过程中结构缺陷的增生与扩展制约着土的结构的强化与弱化作用,控制着蠕变过程形态特征。易破坏区首先发生于样品的低密段,在软弱段的某一薄弱层面形成一环状低密带,然后向外扩展,最终导致整体结构的破坏。 相似文献
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冻土模式的改进和发展 总被引:7,自引:0,他引:7
本研究首先对当今常用的冻土模式进行了改进。以土壤总焓和土壤水总质量替代原来的温度和体积水含量作为方程预报量,使冰水相变速率项变为诊断量,避免了原冻土模式计算过程中由于冰水相变速率项预估的误差造成计算过程中的温度偏差。同时对该新形式模式所发展的诊断量方程组设计了合理省时的数值计算方案。实验表明,改进后模式的模拟结果与观测值有较好的吻合。此外,分析比较了目前常用的3种冻融方案的理论基础及模拟结果,发现基于热力学平衡态推导得到的包含土壤水势影响的参数化方案能很好地模拟土壤的冻融变化过程,不同的冻融方案会对土壤内的温度、水量及表面的感热和潜热模拟结果产生较大的影响。 相似文献
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冻土三轴蠕变过程中结构变化的CT动态监测 总被引:20,自引:10,他引:20
利用CT手段观测了分析冻土三轴压缩蠕变过程中结构的变化情况,结果表明,蠕变过程中围压的作用抑制了冻土体中裂隙的增长,加强了结构的强化作用,致使冻土在不稳定蠕变阶段和稳定蠕变阶段表现出结构强化占优势,随着非弹性变弄的进一步累积,如果结构强化仍然占优势,则变形具有衰减特征;如果弱化作用克服了围压效应占主导,则发展以破坏而告终的非衰减蠕变,破坏首先发生在样品低密段的薄弱区,在样品表面形成拉伸裂缝,然后向 相似文献