第三主应力的方向和第二主应力的方位角(或倾角)的推求

在岩体地质构造受力状态分析中,或者在岩石工程岩体受力状态分析中,常常有已知一个主应力的方向和第二主应力的倾角(或方位角)需要推求第三主应力的方向和第二主应力的方位角(或倾角)的问题.岩体内部赋有三维应力状态,由三个主应力及其方向或六个应力分量来描述.主应力方向用倾角α_i     

计算平面应力状态主应力方位角的方法

计算平面应力状态主应力的方位角是材料力学教学中的难点之一.我在教学中采取的计算方法比较简单,请同行们参考并指正.设σ_1与 x 轴的正向夹角为α_0~*,由主应力方位角公式     

计算平面应力状态主应力方位角的方法

<正> 计算平面应力状态主应力的方位角是材料力学教学中的难点之一.我在教学中采取的计算方法比较简单,请同行们参考并指正.设σ_1与 x 轴的正向夹角为α_0~*,由主应力方位角公式     

三维应力时求主应力的图解法

本文从三向主应力出发,按任意斜截面的应力分量计算式及莫尔圆图解法,提出了"正规单元体"概念,并总结出用莫尔圆求解任意三维应力时的主应力的图解法。(一)坐标轴与主应力方向重合时任意斜截面上的应力分量计算式及其图解法根据点应力分析,取如图1所示的四面体,截面ABC上的应力为 ...     

三向应力状态主应力的图解和屈服准则的判断

在应力分析中,经常要根据物体内部某一点的应力状态求出该点的主应力,并且,要根据应力状态,利用各种屈服准则判断物体内部某一点是否进入了塑性状态。利用应力偏量第二和第三不变量J′_2和J′_3以及应力张量第一不变量J_1,可以用作图的方法求出主应力,还可画出相应的Mohr圆。利用主应力图解的平面,可以对屈服准则加以讨论。     

应力主方向的计算公式

<正> 1.引言主应力是固体力学中表示应力状态的重要物理量.变形体任一点处有三个主应力和三个主方向.主应力的值是一元三次应力特征方程的根,可利用三角函数关系变换成计算显式.应力主方向的计算,针对平面问题巳提出多种方法.对于一般的三维问题,在[2]中作了一些讨论,但未给出计算显式,其它国内     

主应力迹线的自动绘制

主应力迹线是代表主应力方向的曲线簇。在土木建筑工程中主应力迹线是布筋方向的依据,但是在工程中通常都是徒手或用曲线板近似绘制主应力迹线。作者提出一种新的主应力迹线自动的绘制方法。该方法是根据主应力迹线满足过任意三条等倾线的主应力都可以用二次曲线来描述这一条件,再利用主应力迹线本身所具有的性质列出方程组解算出描述主应力迹线的一元二次方程,然后根据方程描绘出所求的主应力迹线。实验证明这种方法对于工程上进行主应力迹线的绘制很有效。     

受压裂纹周边应力极值线及起裂特征研究

通过理论解析并结合数值模拟试验,研究了裂纹倾角对受压裂纹近周第一主应力场和剪应力场的影响。为了能够反映原生裂纹周边的次生裂纹特征,根据原生裂纹近周应力场提出了可描述裂隙岩体中次生裂纹起始位置、起始方向、发展方向的应力极值线的概念。从理论上对应力极值线进行了定义,并通过典型的数值试验分析了应力极值线随裂纹倾角变化的特征与演变过程,进一步从应力极值线角度描述了受压原生裂纹的次生张性裂纹和次生剪切裂纹的特征。研究结果表明:随裂纹倾角增大第一主应力极值线与原生裂纹相交点从裂纹中部向裂纹端部移动,但剪切应力极值线与裂纹相交点始终位于裂纹端部;第一主应力极值线在与原生裂纹相交处垂直于原生裂纹,但最终方向与压力方向平行;剪应力极值线始终与原生裂纹大致共面。研究结果对认识裂隙岩体试样破坏模式、解释张性次生裂纹和剪切次生裂纹的起裂及发展机理有一定的借鉴意义。     

主应力轴旋转对压实黄土动变形特性的影响

实际工程中的地基或路基的土体往往处于复杂初始应力状态,在地震或其他动荷载的作用下会出现变形和沉降,而常规的室内土工试验无法真实再现这种固结应力条件下土的动力特性。通过对原有的DTC 199型周期扭转荷载三轴仪进行简单的改造后可进行土体在主应力轴发生旋转时的压实黄土动变形的试验研究。结果表明,在其他固结条件不变的情况下,初始主应力方向角α对压实黄土的动剪切模量有一定的影响,随着α的增加,动剪切模量有减小的趋势,最大动剪应力也逐渐减小,但是α对最大动剪切模量的影响不太显著。初始主应力方向角α对压实黄土的阻尼比基本没有影响,在λ-lgγd的半对数坐标图中,阻尼比随动剪应变的增加有逐渐增大的趋势,并且表现出较好的相关性。     

基于动态光弹性方法的冲击载荷作用下自由边界主应力研究

当物体在冲击载荷作用下,物体内部会产生应力波,研究应力波的传播过程及规律对研究物体受冲击载荷作用具有重大的意义.应力波在物体内传播时,在自由边界处产生的主应力状态对于理论求解和计算有着重要意义.采用动态光弹性方法,结合新型动光弹系统及相关实验设备采集物体在冲击载荷作用下的等倾线和等差线条纹图,通过分析等倾线的条纹,得出等倾线与自由边界相交所成角度不为0°或909,得出在物体自由边界处两个主应力均存在且不为零的结论.针对上述结果,采用电测方法进行验证,两试验结果相符合,方案可行且准确.     

岩石强度准则的主应力显式表达式几何推导及应用

主应力是岩石强度准则的基本量,然而,给定应力张量求解主应力的三次特征方程通常难以求解。本文通过几何关系将主应力的三次代数方程转化为三元一次方程组的求解,最终建立了三个主应力关于应力张量不变量的显式表达式,并着重推演了其在静水压力效应的刻画、三维强度准则的推导和空间屈服面的绘制中的应用。可为岩石真三轴试验数据可视化提供参考,同时丰富了弹塑性力学教学内容。     

二向应力状态最大主应力方向的最简判别

本栏从1982年至今已刊登了不少关于解释和确定平面应力状态主应力方向的文章.这一问题已得到解决.希望作者多写些有关固体力学各课程的改革和内容更新及材料力学实验课改革的论文,对这些方面的来稿审定后将优先刊登.     

主应力方向余弦的计算公式

从教学目的出发, 在前人工作的基础上, 采用"逐次筛分法" 求解主应力方向余弦的联立方程式, 推导了实用的主应力方向余弦计算公式.     

钻孔法测量残余应力的现状

一、钻孔法的基本原理零件表面总可以看成是主应力为σ_1,σ_2的二向残余应力状态,见图1.如果在测量处钻一个直径为α的小孔,就成为二向应力状态下的孔边应力集中问题.预先在孔边粘贴应变片测出应变数值后,就可以由弹性理论公式算出残余应力σ_1,σ_2的数值。通常在0°,45°,90°三个方向粘贴应变片,见图2.图中角是0°方向的应变片与主应      

恒定主应力偏转角下黏土不排水剪切特性分析

天然土的结构性、各向异性对其强度有影响.进行固结压力100kPa、主应力轴恒定偏转角为0°,15°,30°,45°,60°的恒定主应力轴偏转角的固结不排水剪切试验,分析了不同恒定主应力轴偏转角对饱和软黏土固结不排水剪切强度影响;推导了总应力控制恒定主应力轴偏转角剪切试验总应力路径,编制了总应力控制剪切三维点积分程序,对比恒定主应力轴偏转角饱和软黏土固结不排水剪切强度计算值与试验结果,表明程序能很好地反应各向异性对土剪切强度影响.     

单节理岩体在真三轴压缩状态下强度特性的分析

本对单节理岩体在真三轴压缩状态下的强度特性进行了分析,重点讨论了中间主应力对单节理岩体强度特性的影响诸问题。研究认为,中间主应力对节理岩体的强度特性是有影响的,在一定条件下,甚至可以成为主要的影响因素。     

含主应力轴旋转的广义塑性位势理论

大量岩土实验与工程实践表明传统塑性位势理论无法合理反映岩土材料的基本变形机制。从塑性位势理论角度来看,当存在主应力轴旋转时,塑性应变增量与应力不共主轴,此时最一般情况下的塑性应变增量须用六个线性无关的塑性势函数来表述,从而提出含主应力轴旋转的广义塑性位势理论一般表达式。通过矩阵分析,将一般应力增量分解成共轴分量与旋转分量之和。在应力增量分解的基础上,提出含主应力轴旋转的广义塑性位势理论的分解表达式     

π平面上原状土的空心扭剪试验

为了通过空心扭剪试验获得原状土在π 平面上的屈服特性，在分析空心扭剪试验仪加载过程和加载特点的基础上，研究了空心圆柱试样可实现的应力状态，并设计了相应的加载路径．与重塑试样不同，原状土样的初始应力状态位于K0 固结线上而不是等倾线上，因此，其加载路径应从原点开始沿K0 固结线行至原始应力状态，然后再在π 平面上进行以初始应力为起点的等p 试验．在考虑原状土的初始应力状态和各项异性的基础上，针对具有不同主应力方向角的平行试样，给出了等p 条件下保持主应力方向角不变的加载路径实现方法，采用该方法可得到任意平均主应力时π 平面上六分之一范围内的屈服曲线，该范围对应于大主应力方向角从-45o~45o．本文设计的加载方案可完成真三轴试验的部分功能，但经济成本相对较低，操作方法简单易行．     

坐标变换法描述主应力空间中π平面上的应力偏量

主应力空间中 π 平面上应力偏量的描述是弹塑性力学课程的基本知识点,是学习屈服准则和塑性本构关系的理论基础.本文根据常用的坐标变换方法,建立了主应力空间中任意应力分量与 π 平面上应力偏量的对应关系,推导过程简洁且数学思路清晰,是对现有弹塑性力学教材中该知识点是一个有益的补充.     

包含主应力方向效应的Hosford正交材料屈服函数

对于描述正交金属板材屈服和塑性变形行为而言,Hosford比Hill屈服函数更具有适应性。但Hosford屈服函数要求三个主应力方向与板材的轧制方向（RD）、横向（TD）和法向（ND）一致,导致其使用不便。因此本文引入方向函数,将方向函数泰勒展开到方向的六次项,提出新的包含主应力方向效应的广义Hosford正交金属材料屈服函数。当时n=2,广义Hosford屈服函数可退化成Hill屈服函数。实验证明,利用包含主应力方向效应的Hosford正交材料屈服函数计算出的值、值和屈服应力与实验结果都高度吻合。此屈服函数包含11个参数,形式较简便,更具一般性,为研究金属材料的力学性能奠定了理论基础。