弹塑性耦合应变定义与本构方程

岩石屈服之后,弹性参数随塑性变形而变化,即岩石具有弹塑性耦合特征。在弹塑性耦合框架和现有应变分类、定义、本构方程研究的基础上,主要做了以下工作：结合岩石压缩试验,从损伤和塑性变形角度分析了弹性参数随塑性演化的现象;重点研究了加载增量步的应变特征,将与加载应力增量对应的应变增量分解为符合广义Hooke定律的弹性应变增量 、不符合广义Hooke定律的弹性应变增量 和塑性应变增量 ;通过采用加载增量步之后的弹性参数将 与 构造弹性关系,分别在应变空间和应力空间中建立了适用于加载、中性变载和卸载条件的本构方程;对表征物质微观结构变化的内变量进行了讨论。所提出的应变分类和定义方法概念清晰,适合于应变强化阶段和应变软化阶段,且所建立的弹塑性耦合本构方程能够反映不同加载条件对弹性参数变化速率的影响,符合岩石的弹塑性耦合力学特性。     

土体劈裂灌浆力学机理分析

为了在塑性力学和大变形理论的基础上分析土体在劈裂灌浆初始阶段的力学机理,将劈裂灌浆的初始阶段视为无限土体中的圆孔扩张问题,并将圆孔周围土体中的应力分布分为3个区域。在弹性区中土体服从小变形假设,在软化区和流动区中土体服从大变形假设。根据应力平衡方程以及应力和应变连续的边界条件,推导出劈裂灌浆初始阶段的最终扩孔压力和最终扩孔半径的理论解答。同时,还分析了灌浆压力、最终扩孔半径、土体的泊松比和大变形以及压缩模量之间的相互关系。该理论的计算结果与工程实测结果比较接近,初步证实了该理论的可靠性。     

考虑超固结效应的不同温度路径下饱和粉质黏土的热固结

通过室内试验,研究了超固结比OCR对不同温度路径下中空圆柱饱和粉质黏土热固结特性的影响。研究表明,同一升温过程、不同超固结比试样所产生的最大孔压基本相同,但在相同的降温过程中,随着OCR的增大,产生的负孔压的绝对值有增大的趋势;升温或降温过程产生的体应变随着OCR的增大而减小,呈指数形式变化,并且温度幅度越大,这种变化幅度也越大;经过升温-降温过程后的最终体应变也随着OCR的增大而减小;升温或降温到同一温度值,其过程设置的温度等级越多,固结体应变也越大,并且随着OCR的增大,不同等级之间的体应变差值减小,而OCR对不同等级升温-降温后的最终体应变间的差值影响较小。     

基于聚类分析的川滇地区块体划分与应变研究

本文研究川滇地区块体划分与区域地壳应变.首先,对川滇地区GPS水平速度场采用K-medoids聚类法直接聚类;然后,基于改进的K-medoids方法,利用GPS站点地理位置与水平速度场对初步聚类结果联合约束进行第2次聚类分析,并结合F统计检验法确定各块体边界;最后,运用整体旋转线性应变模型计算各块体的应变参数,分析水平运动、应变场空间分布与区域构造变形的关系.研究结果表明：川滇地区的GPS聚类分析结果与地质学提出的板块划分结果相吻合,为块体划分提供另一种方式;整体旋转线性应变模型计算的应变结果显示川滇菱形块体表现为最大剪应变和面应变率梯度高值区,表明该区域积累了一定的弹性应变能,具有发生地震的危险性.     

复杂结构-桩-土振动台模型试验数据分析

本文从分析复杂结构-桩-土振动台模型试验数据入手,用加速度动力系数、最大位移、最大正应变、最大动土压力等指标对结构的地震响应全面分析,并对比桩、地下结构、地上结构的不同响应,研究发现:结构不同部分最大地震响应发生的频率不尽相同,且受地震动频谱特性及自身频率影响,天津波加载时结构的地震响应较大;地表以下,当震级较小时,土-结构对地震动起放大作用,随着震级的增加,对地震动放大作用减缓甚至减小;最大位移随结构高度增加逐渐增大,在桩与地下结构交界处和地表处,位移改变较大;地下结构柱、桩最大正应变呈中间大、两头小分布;最大动土压力随着深度增加呈两头大、中间小分布,且地表处最大;总的土压力受最大动土压力影响较大,随深度增加有先降低、后增大的趋势.     

2020年6月26日于田MS6.4地震前Benioff应变和地电场加卸载响应比异常研究

加卸载响应比（Load/Unload Response Ratio,LURR）是根据岩石介质本构关系的动态演化特征提出的地震预测方法。2020年6月26日新疆于田县发生6.4级地震,震前以Benioff应变为响应量观测到明显的LURR高值异常,异常出现于2019年初,持续1年后发生地震,意味着震源区介质的应力状态在2019年发生了明显改变。进一步,以地电场为响应量,计算了距震中280km的和田地电场长、短极距共6个测向的LURR异常时序曲线,结果表明：和田地电场长、短极距的NS向和NW向共4个测向在震前1~3个月出现了LURR异常逐渐增大的同步变化,这种现象可能反映了孕震区介质因微裂隙的产生和扩展导致流体在裂隙中的运移引起的动电效应。综合分析2种不同响应量的LURR异常演化特征,有助于更深入地认知地震孕育过程,更准确地评估地震活动趋势。     

铁岭SS-Y伸缩仪加速拉张的短期变化

铁岭地震台SS-Y型伸缩仪2018年6月起出现NS分量的持续拉张和EW分量的小幅压性变化,经初步分析,发现仪器工作状态良好,并排除各类干扰因素。采用三点线性平滑滤波,对NS、EW分量进行趋势项、周期项提取处理,发现自2018年6月起,NS分量趋势性拉张且年变增加,EW分量趋势性压缩且年变减小,与以往相比,趋势和年变周期变化特征差异性较大,结合同一山洞的水管倾斜仪和垂直摆倾斜仪同时段产生同步转折变化及历史震例,分析认为,铁岭SS-Y型洞体应变NS分量变化为震前异常的可能性较大,后续应跟踪分析该异常的趋势性走向变化。     

双层饱和软土地基一维大应变固结研究

研究了双层软土地基一维非线性大应变固结问题,同时考虑了土体受沉积作用影响的自重分布以及渗透性在固结过程中的变化等因素。对此复杂问题,利用半解析法进行了求解。通过与已有的大应变固结解析解对比,检验了半解析法在大应变固结分析中的有效性。最后较为详细地分析了双层软土地基一维大应变固结性状,并与相应条件下的小应变固结作了比较。     

膨胀性泥岩应力-应变关系的试验研究

通过应变控制式固结不排水三轴试验,测定并分析了膨胀性泥岩的应力-应变关系以及强度变化特性,结果表明,膨胀性泥岩的应力-应变曲线呈应变软化型,泥岩中的裂隙结构面等是影响泥岩强度的重要因素,说明了膨胀性泥岩不同的破坏模式对应着不同的应力-应变曲线;还说明了峰值强度、残余强度以及残余强度比是随围压的变化而变化的;孔隙水压力变化分为3个阶段。通过控制不同的剪切速率的固结不排水三轴试验,研究和分析了应变率对应力-应变关系、强度变化特性以及孔隙水压力的变化     

循环荷载作用下饱和软黏土的损伤模型

基于各向同性弹塑性损伤和Prevost模型的基本理论,把弹塑性等向硬化、运动硬化和各向同性损伤结合起来,推导了循环荷载作用下不排水饱和软黏土的弹塑性动力损伤本构模型。由循环累积塑性偏应变建立损伤演化方程,以描述循环加载对软黏土结构的破坏作用,并通过对循环三轴试验的模拟验证了模型的有效性。结果表明,提出的模型能较好地描述饱和软黏土在循环荷载作用下的变形、孔压变化及模量损伤过程。