一种旋转塑性势面模型及非关联塑性流动法则

为了较好地描述软土塑性应变发展规律,提出了一种改进的塑性流动模型。该模型采用了与屈服函数形式相同,但具有一定倾角γ的塑性势函数。土体在变形过程中,塑性流动方向会依赖于塑性势面的旋转而变化,直至达到破坏状态。通过对常规三轴试验结果的分析可以发现:在剪切过程中,塑性势面旋转角的初值γ₀与终值γ_d较为稳定,不受围压变化影响。在此试验观察基础上,引入了归一化的旋转角参数γ’以及描述土体应力状态的参数ξ,在采用蛋形势函数的情况下二者具有良好的分段线性关系。利用该关系,建立了改进的塑性流动法则,只需要2个额外的模型参数。对所提出的塑性流动模型进行了验证,计算结果表明该模型能较好地反映塑性应变的变化趋势。     

A Bingham-plastic model for fluid mud transport under waves and currents

Simplified equations of fluid mud motion, which is described as Bingham-Plastic model under waves and currents, are presented by order analysis. The simplified equations are non-linear ordinary differential equations which are solved by hybrid numerical-analytical technique. As the computational cost is very low, the effects of wave current parameters and fluid mud properties on the transportation velocity of the fluid mud are studied systematically. It is found that the fluid mud can move toward one direction even if the shear stress acting on the fluid mud bed is much smaller than the fluid mud yield stress under the condition of wave and current coexistence. Experiments of the fluid mud motion under current with fluctuation water surface are carried out. The fluid mud transportation velocity predicted by the presented mathematical model can roughly match that measured in experiments.     

浆固碎石桩成桩注浆影响范围现场试验研究

浆固碎石桩作为一种新型桩基技术,不仅具有一般刚性桩的桩体置换作用,而且能改善桩周土的力学性质,从而可有效地提高复合地基的承载力及减小沉降变形。通过现场进行成桩前后的桩周土性质研究,验证了注浆对桩周土性质的改善作用,得出成桩时注浆影响范围及分布规律。针对黏性土中浆固碎石桩浆液挤密作用,按平面轴对称问题分析了塑性区边界条件及内部单元体的平衡条件,提出浆固碎石桩浆液影响范围的计算公式。理论公式计算结果与原位测试结果较为符合,从而验证了计算方法的合理性,这对浆固碎石桩的注浆加固具有一定的指导意义。     

节理分布空间变异的地下洞室稳定性概率分析

以岩土材料力学参数空间变异性的"点估计-有限元"分析方法为基础,结合节理分析时自身存在几何模型、网格划分等特性,扩展了该方法在节理分布空间变异性分析方面的适用性,明确了具体的研究步骤与方法。以某抽水蓄能水电站为例,通过分析节理空间变异性对围岩变形与塑性区的影响,验证了扩展后该方法的准确性和合理性。对工程案例开挖揭露的1400余条节理进行概率统计,建立了节理空间变异性的有限元分析模型;采用扩展后的概率分析方法,研究了节理分布对地下洞室群围岩开挖稳定性的影响。研究结果表明:(1)对比概率分析得到的围岩变形概率分布与现场监测结果,发现剔除变形异常点后监测变形量值大部分位于得到的位移概率分布范围内,说明节理的空间变异性是导致监测变形波动的主要影响因素;(2)围岩变形概率分布的标准差能有效识别出围岩开挖变形受节理空间变异性的影响程度,对于所给出的案例依次为:机窝>边墙>顶拱;(3)围岩塑性区的概率分区能合理判断地下洞室群开挖时受节理影响较大的区域和范围,为工程施工的支护设计提供依据。     

土的室内流变试验探讨

对土的室内流变仪包括蠕变试验和应力松驰试验进行了研究探讨,阐述了流变仪的改装,流变试验的方法,试验数据的处理等,指出土的室内流变试验存在时间尺度效应问题,并讨论分析了时间尺度效应与土流变试验分级加载的关系以及分级加载或加应变的方式和标准。     

凤城白云金矿早前寒武纪变质岩系应变的环境条件分析

根据辽宁凤城白云金矿地区辽河群岩石的变质相,运用金属物理学和流变学的理论,以数学方法分析了早前寒武纪角闪岩相为主条件下岩石的流变行为。有关计算结果表明,变形的比温度值(T/Tm)较高,普遍达0.7以上,差异应力值较低,为(7—20)×10~6Pa,应变率小,一般小于10~(-13)/s,这是一种稳态流变过程。数学推导表明,这种流变体服从于牛顿定律,并由此计算了本区变形岩石的等效粘滞度。     

一种改进的粘土亚塑性本构模型

简要地介绍了Herle和Kolymbas针对黏土建立的亚塑性本构模型的方法。结合黏土的特性以及对响应包络线的分析,详细地列出了HK模型几个尚未解决的问题,并对该模型3个参数分别进行了改进,建立了改进后的HK亚塑性公式以及参数的确定方法。改进后的模型继承了HK模型参数少、易确定以及公式简洁等特点,使HK模型不仅具有严密的数学和力学基础,而且具有较好的实际意义。     

大震作用下板式楼梯框架弹塑性地震反应分析

有关大震作用下楼梯与框架共同工作方面的研究还很少,采用结构有限元软件Midas/Gen,对一个5层钢筋混凝土现浇板式楼梯框架办公楼模型进行了弹塑性分析,对模型在大震作用下的受力情况进行了详细研究.通过对楼梯和框架共同工作性能的研究,并与不考虑楼梯影响的框架的工作性能进行了对比,分析了板式楼梯框架的失效机制和受力特点,指出了楼梯与框架共同工作时的受力不利部位.结果表明:楼梯相较于框架梁柱是模型的薄弱部位;模型的失效是从楼梯发展到框架,由下层发展到上层.最后根据模型的失效机制特点提出了相应的抗震措施.     

润扬大桥北锚碇岩石流变特性的试验研究

为了解润扬长江大桥北锚基础岩石的流变力学特性,针对北锚基础区域的岩样,通过模拟其受力的实际情况,采用岩石双轴流变试验机进行了单轴压缩蠕变试验,并选用广义的Kelvin模型进行了参数拟合分析,掌握了岩石蠕变的基本规律,并获得了粘滞系数等相关的流变力学参数。     

云母石英片岩蠕变模型参数选择研究

根据三轴蠕变试验曲线的特点,建立了云母石英片岩七元件线性黏弹塑性蠕变模型,采用最小二乘法对蠕变柔量时间曲线和应变时间蠕变曲线进行拟合确定蠕变模型参数,讨论了确定蠕变模型参数的影响因素及参数的合理性与可用性。结果表明:由于受到分级加载次数、初次加载应力值和加载时间的影响,两种曲线拟合确定的参数各不相同;云母石英片岩蠕变模型的非线性较明显;蠕变柔量时间曲线拟合确定的参数不予采用,应变时间蠕变曲线拟合确定的参数在各级应力水平下变化规律不明显;采用某种单一方法确定蠕变模型参数不够全面,建议采用综合辨识法,这样才能保证岩土工程中蠕变数值分析结果的正确合理性以及施工设计的安全可靠性。