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相似文献
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1.
王羽  高康华 《爆炸与冲击》2015,35(5):703-710
土中爆炸波与结构相互作用是地下工程结构抗爆计算的理论基础,理论研究中通常在宏观试验基础上,引入合理的介质动力本构模型分析波动问题。针对工程防护中的计算模型和解析方法,综述了岩土介质中爆炸波与结构相互作用的现状和研究进展,内容包括土的动力本构模型,自由场中爆炸波的传播、爆炸波与箱型、圆柱形和直墙圆拱型等地下结构的相互作用等。重点阐述了常用的非饱和土和饱和土的动力本构模型、考虑松弛效应的土的综合弹塑性模型,一维平面波在不均匀介质和分层介质中的传播及地下结构爆炸荷载计算方面的研究成果,分析了各种模型和计算方法的适用范围和存在问题。  相似文献   

2.
采用广义自洽方法描述介质的细观几何结构,基于混合物理论建立了水饱和岩石含损伤弹塑性本构模型,提出了一个适用于爆炸波数值计算的饱和水体积分数演化方程,也即给出了本构关系中的闭合方程.使用Biot有效应力描述水压对岩石强度的影响,在有效应力空间里建立了水饱和岩石剪切屈服和破坏的强度准则,并引入了剪胀效应对强度的影响因子.对地下封闭核爆炸的力学效应开展了数值模拟,系统地研究了含水花岗岩中地下爆炸波的传播特征以及含水量对爆炸应力波传播规律的影响.  相似文献   

3.
爆炸波作用下三相饱和土本构研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
基于对爆炸荷载作用下三相饱和土宏观试验现象的综述,并结合以往对饱和土中气体运动规律的分析,对一维爆炸波作用下三相饱和土本构关系进行了描述。  相似文献   

4.
三相介质饱和土自由场中爆炸波的传播规律   总被引:5,自引:0,他引:5  
饱和土是由固体上颗粒、水和少量封闭的空气组成的三相介质。介绍了爆炸波作用下三相介质饱和土有限元基本方程的建立过程,推导了引进人工粘性项的动力有限元方程,得到在饱和土自由场中爆炸波的传播规律;不同空气含量饱和土中爆炸波随深度的衰减规律。文中还给出了有限元与有限差分间断分解结果的比较,以说明本文理论方法的有效性。  相似文献   

5.
水饱和岩石中爆炸应力波传播的数值模拟   总被引:5,自引:1,他引:4  
周钟  王肖钧  赵凯  刘飞 《爆炸与冲击》2005,25(4):296-302
基于连续介质力学和不相融混合物理论,假定组分间无相对运动,采用B-W-N-B有效应力准则,在屈服面中引入孔隙影响因子,提出了一种多孔含水介质流固耦合的本构模型,并给出了孔隙的演化方程,对水饱和凝灰岩介质中的爆炸应力波传播作了数值模拟。数值计算给出的应力波形与实测结果有良好的一致性。采用本文中所述流固耦合本构模型,可很好地预测水饱和岩石中爆炸波的演化规律。  相似文献   

6.
三相饱和土中的气体含量是决定爆炸波在其中传播的最重要因素,但目前理论上对其中气体运动的描述还不够准确。对影响三相饱和土应力应变关系递增硬化段气体运动的几个因素,包括表面张力、气泡周围介质的粘性和压缩性等进行了描述,并通过数值分析确定这些因素的影响程度。计算结果表明气泡表面张力和气泡周围介质的压缩性对气体运动的影响可以忽略不计,而气体本身的压缩特性和气泡周围介质的粘性是影响气体运动的主要因素。  相似文献   

7.
韩文喜  张倬元  李强 《力学学报》2001,9(4):362-367
饱和土是孔隙中充满水的松散介质, 在强夯冲击荷载作用下的变形是非线性变形, 因此, 饱和土强夯动本构关系有其特殊性。本文利用具有 90年代先进水平高精度、高灵敏度的MTS810土动三轴仪对强夯加固饱和土地基进行了全面、系统的模拟试验, 试验按模型比设计, 试验条件与实际土体工况符合, 通过多组不同条件的组合试验, 获得了大量强夯数据, 在此基础上结合强夯现场试验对强夯过程中各种变量的变化过程及其相互关系进行了分析研究, 推导出强夯冲击荷载作下饱和土的动本构关系, 对强夯作用下土体动本构关系问题作出了有益的探索。  相似文献   

8.
一种岩石损伤本构模型在地下强爆炸中的应用   总被引:4,自引:0,他引:4  
为了描述地下爆炸波的传播,建立了一种考虑塑性硬化、剪胀和损伤软化效应的岩石本构模型,并应用于地下强爆炸自由场的数值计算,获得的速度和位移波形以及峰值速度衰减曲线等与国外地下试验测量数据和同类计算相比十分接近,从而验证了本构模型的有效性。  相似文献   

9.
黏弹性准饱和土中球空腔动力特性   总被引:2,自引:0,他引:2  
高华喜  闻敏杰 《力学学报》2012,44(4):753-761
在频率域内研究了内水压力作用下分数导数型黏弹性准饱和土中球空腔的稳态动力响应. 通 过引入与孔隙率有关的应力系数合理地确定了介质和孔隙水共同承担的内水压力值. 将土骨 架和衬砌分别视为具有分数导数本构模型的黏弹性体和多孔柔性材料, 基于Biot两相介质模 型, 通过引入位移势函数解耦得到了内水压力作用下分数导数型黏弹性准饱和土中半封闭球 形空腔的位移、应力和孔隙水压力解析表达式. 考察了物性和几何各参数对球形空腔动力响 应的影响, 结果表明: 分数导数本构模型更合理地描述了土体的动力学行为; 饱和度对应力 和孔隙水压力影响较大, 而对位移影响较小.  相似文献   

10.
混凝土衬砌具有粘弹性性质,以往的经典Kelvin模型、弹性理论和壳体理论都不能刻画其蠕变的全过程。本文基于饱和多孔介质理论,在频率域研究了轴对称荷载和流体压力作用下饱和粘弹性土中半封闭分数导数型衬砌隧洞的稳态动力响应。在引入隧洞部分透水边界条件的基础上,通过分数阶导数粘弹性模型描述衬砌的应力—位移本构关系,并利用衬砌内边界以及接触面的连续性条件,得到了饱和土和衬砌的应力、位移和孔压解答。考察了分数导数阶数、材料参数以及衬砌和土体相对渗透系数的影响。研究表明:分数导数阶数对系统响应影响较大,且依赖于衬砌的材料参数。另外,相对渗透系数对系统响应的影响很大。  相似文献   

11.
IntroductionInpart(Ⅰ )ofthework[1],byuseofmixturetheory ,thenonlinearconstitutiveequationsandthefieldequationsofunsaturatedsoilwereconstructed ,andthecompleteequationsforthethermodynamicsystemofunsaturatedsoilwasformed .Inthispart,thelinearconstitutiveequationsandfieldequationsofunsaturatedsoilareobtainedthroughlinearizingnonlinearequations,andthelinearequationsarewrittenintheformssimilartoBiot’sequationsforsaturatedporousmedia .ItisprovedthatDarcy’slawissuitabletodescribethemotionofliquid…  相似文献   

12.
The behaviour of the soil under a dynamically loaded pile toe is studied. The soil is modelled as a fluid saturated porous continuum. The constitutive behaviour of the solid skeleton is described by the elasto-plastic model of Drücker-Prager. The wave propagation is simulated with a dynamical finite-element program.A two-phase model of soil gives useful information about effective stress and pore pressure in the soil. In saturated soil the main wave under the pile toe propagates more downards than in dry soil, due to the higher compressional stiffness in saturated soil. The plastic zone under the pile toe propagates with the velocity of the fast compressional wave. The pore fluid influences the plasticity strongly and can be expected to affect pile driving too.The distribution of effective stress and pore pressure under the pile toe depends on the permeability of the soil and cannot be calculated uniquely from a single-phase calculation. Therefore, a nonlinear soil cannot be modelled correctly as a conventional single-phase material.  相似文献   

13.
非饱和粘性土中气体渗透特征   总被引:2,自引:0,他引:2  
由于气体的进入形成了非饱和带,饱和土层中的气体渗透实质上是非饱和渗透问题。本文借助基于多孔介质气体渗流理论并考虑气体压缩性的、描述非饱和土中气体渗流运动的本构方程,试验研究了上海地区饱和粘性土层中的气体渗透规律。结果表明,饱水粘性土层中,气体渗透存在起始压力值,数值为100~200kPa, 与上海地区粘土的非饱和进气值较为接近;气体渗透速度与外界所施加的"压力平方差梯度"之间存在明显的分段特征。后者可能与在充满结合水的微孔隙通道中,只有一部分结合水在气压梯度的作用下发生流动,从而形成气体通道,施加的外力越大,形成的气体通道也越大,气体渗流也越明显。非饱和粘性土中气体渗透规律的研究,对于饱和粘土中的气压法施工,具有重要的理论与工程实践意义。  相似文献   

14.
The paper deals with propagation of plane wave fronts in a solid with a non-linear relation between stress and deformation. The objective is to calculate the distance that a wave front covers before it loses continuity. The formulae derived for a general quasi-linear system of two equations are applied to the propagation of plane compression waves in dry and partially saturated granular bodies. In the case of a saturated body with gas bubbles, the influence of gas and capillary pressure on the stiffness of the body is taken into account. Numerical calculations relevant to soil mechanics are presented. For the numerical calculations a constitutive equation of the hypoplasticity theory for granular materials has been used. Received November 1, 1997  相似文献   

15.
The paper is concerned with the numerical modelling of waves in saturated granular soil around a cylindrical tunnel with a tubbing-type lining. The waves are induced by a short-term large-amplitude load on the tunnel wall. The soil is assumed to be fully saturated or contain a small amount (a few volume percent) of free gas in the pore water. The behaviour of the solid skeleton is described by a constitutive relation of the hypoplasticity theory. The presence of gas makes the soil stiffness stronger pressure dependent and leads to the formation of a shock front in the soil in the immediate vicinity of the tunnel. Free gas in the pore water is shown to be an adverse factor from the viewpoint of both the residual state of the soil and the deformation of the lining. A permanent reduction of the effective stresses in the soil caused by the wave is stronger for the soil with gas. For a sufficiently large loading amplitude, the wave may lead to the vanishing of the effective stresses and liquefaction of the soil. It is also shown that the presence of gas increases the displacement and the velocity of the tubbings.  相似文献   

16.
饱和砂性土流变模型的试验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
正确合理的土体本构模型确定是地面沉降模拟的关键之一。上海和江苏地区多年来野外分层标的实际观测资料表明该区含水层系统砂层变形具有流变特征,表现出变形滞后于含水层水位变化的现象。本文基于粘弹性理论,选取了常州含水层系统原状砂性土样进行单轴压缩试验,分析了砂性土流变荷载曲线,并选择现有的相关本构模型进行识别,从而确定能更好反映研究区土体变形规律的流变模型。结果表明,研究区砂性土可采用Burgers模型进行描述,反演获得的4个流变参数随荷载的增加表现出一定的规律性。  相似文献   

17.
The linear constitutive equations and field equations of unsaturated soils were obtained through linearizing the nonlinear equations given in the first part of this work. The linear equations were expressed in the forms similar to Biot’s equations for saturated porous media. The Darcy’s laws of unsaturated soil were proved. It is shown that Biot’s equations of saturated porous media are the simplification of the theory. All these illustrate that constructing constitutive relation of unsaturated soil on the base of mixture theory is rational.  相似文献   

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