基于双曲正切函数的土动力非线性本构模型

基于双曲正切函数,构造了一种新的土动力非线性本构模型。该模型从双曲正切函数出发,通过平移和缩放构造了土动力应力应变关系的骨架曲线和卸载、反向加载的滞回曲线。相对于其他模型而言,这种新的数学模型参数较少,物理概念明确,形式简单,更利于编程实现,加卸载应力应变关系曲线只需要记忆加卸载转折点处的应力和应变值。将该数学模型应用于场地地震反应分析中,并与常用的等效线性化方法的地震反应结果进行比较,结果初步证明了该本构模型的可行性。     

砂土液化大变形本构模型的三维化及其数值实现

基于砂土液化大变形机理和适用于二维条件的边界面弹塑性本构模型,发展了符合三维应力空间中边界面和剪胀面上的应力映射规则,建立了三维应力空间中砂土液化大变形本构模型.针对模型特点采用半显式的Cutting Plane算法进行应力积分,并采用Pegasus求根算法根据映射规则计算边界面上的应力映射点,在OpenSees开源有限元平台上实现了三维模型的数值化.结合完全耦合的u-p格式有限元单元,对饱和砂土不排水循环扭剪试验进行了模拟,并进行了一个真三维倾斜地基的动力反应分析.计算结果表明模型和所采用的数值算法具有很好的模拟和分析三维条件下砂土液化后大变形的能力.     

山西数字形变台网观测资料分析

山西数字形变台网观测资料从数据完整率、观测精度、噪声水平、映震能力、资料的可用性、存在问题等方面进行综合分析,结果表明:台网布局基本合理,个别仪器设备运行质量与“中国地震前兆台网”的技术要求存在差距,台网总体具有较好的映震能力,但在仪器布设方面存在不足,需合理配备观测设备.     

断层地震孕育和发生的不稳定性模型

在以前的工作中,考虑直立走滑型断层地震,假设断层面微元破裂强度遵循Weibull概率分布,由细观力学方法推导出断层面的宏观本构关系是一个非线性函数,表现为弹性-软化塑性特征,在此基础上用稳定性理论研究了地震稳定性问题.而实际断层大多是倾斜的,为此,本文首先建立了由围岩和倾斜断层构成的平面地震力学模型,采用宏观的断层载荷-变形的全过程曲线,详细讨论了倾斜断层地震的不稳定性问题.结果表明,远场一旦施加位移,断层也同时错动,这可能与实际情况不符合.为了更好的模拟断层的初始能量累计过程,进一步对断层本构模型进行改进.考虑断层面破裂强度,采用Coulomb破裂准则,则断层表现为刚塑性本构关系,只有当断层面剪应力达到一个临界值时,断层才开始错动.研究表明,对于倾斜断层地震,与直立走滑型断层地震一样,系统刚度比β（围岩切线刚度与断层刚度最大值之比）是决定地震失稳的重要参数,只有当ββ≥1时,仅仅是断层无震滑动,不会发生地震.在远场应施以位移形式边界条件,以致地震失稳发生在平衡路径的位移转向点并伴有应力突跳.     

文安Ms5.1地震前后埕古I井的水位异常变化分析

分析了文安Ms5.1级地震前后埕古I井的水位异常变化,探讨了异常机理.认为文安地震前埕古I井水位存在前兆异常,震后的几次水位变化则可能与羊二庄断层蠕动有关.     

幂函数剪切模量成层土非线性地震反应的半解析算法

运用文献[1]所建议的动态应力一应变关系及其推广的Masing加卸载准则,考虑土料在地震等产生的不规则加载条件下的非线性滞回特征,将增量法与相应场地地震线性反应解析解[2]相结合,提出了该动力非线性方程的半解析时域算法,基于改进的一维剪切梁模型,对剪切模量是其深度的某一幂函数的成层非均质土层,建立了求解土体地震反应的非线性分析技术。针对文献[2]中的土层剖面,做了计算、分析和讨论。     

主应力轴旋转情况下土的各向异性研究进展

从理论和实验两个方面对国内外主应力轴旋转情况下土的各向异性研究进行了对比和总结,并提出了一些研究建议。指出:在理论方面,应对屈服面方程采用应力分量表示的模型在三维空间里进行屈服面性状的描述,并考虑不同加载方向下屈服面的变化特性以及旋转硬化的问题;而实验方面,则应多以粘性土为研究对象,结合理论进行对加载方向变化时土体屈服面变化特性的实验研究以及旋转硬化规律的实验验证。     

非饱和土的固结与水力特性研究

采用平均土骨架应力代替Bishop的非饱和土的有效应力,基于分析体积变形连续性条件建立了简化的一维非饱和土固结方程,分析计算了非饱和土在固结过程中孔隙压力、平均土骨架应力、饱和度的变化情况。同时建立了耦合水力特性的非饱和土本构模型和屈服方程。算例计算结果表明本文提出的非饱和土简化固结理论和耦合水力特性的非饱和土应力应变本构模型的有效性。     

随机地震荷载作用下黄土动本构关系的试验研究

本文利用动三轴试验系统,试验研究了随机地震荷载作用下,非饱和原状黄土的动本构关系。结果表明,其本构关系依然服从双曲线模型,但模型参数随所施加的随机地震荷载时程的不同而不同。在试验中还对不同随机地震荷载和正弦波等效荷载作用下的模型参数、剪切模量和阻尼比进行了对比研究,初步建立了动本构模型参数与所施加的随机地震荷载的卓越周期之间的定量关系。通过试验和计算,证实了曼辛准则对黄土的适用性。