基于内变量理论的岩土材料本构关系研究

通过对基于经典弹塑性力学本构理论的岩土材料本构关系的分析，讨论了经典弹塑性力学本构理论存在的问题及局限性．根据现代连续介质力学热力力学原理和内变量理论，给出岩土材料本构关系中屈服函数的物理意义、屈服函数和耗散函数之间的关系；给出一种新的确定岩土材料弹塑性本构关系的方法．根据这一新方法推导了增量型本构关系的弹塑性矩阵，给出了塑性应变增量的表达式，证明了弹塑性耦合下的广义正交法则．说明了基于内变量理论的岩土材料弹塑性本构关系需要进一步探讨的问题．     

水泥砂浆的率型本构方程

水泥砂浆的动态力学行为具有应变率敏感的非线性粘弹特性,并伴随着微损伤的率型演化,给出的水泥砂浆计及损伤演化的率型本构方程,与实验结果吻合良好。     

一种统一非饱和土水-力-气三相耦合本构理论模拟方法

非饱和土在不排水不排气条件下土体仍会发生变形,因此非饱和土弹塑性本构理论模拟有必要考虑孔隙比的变化.本文推导了不同排水排气条件下(不排水、排气,不排水不排气,排水排气)非饱和土弹塑性本构理论预测控制方程,可用来预测非饱和土在不同排水排气条件下的力学特性行为.通过与试验结果对比分析可知,该方法能够较好地再现室内试验结果,描述非饱和土在不同排水排气条件下的水-力-气耦合行为.     

各向同性及随动硬化材料在有限弹塑性变形情况下的本构关系

提出一种修正的随动硬化材料塑性应变关联流动律,一个有限弹塑性变形过程被分解成许多小变形子过程,子过程中的应力响应被研究,研究表明子过程中的应变增量有两部分组成,只有其中一部分影响应力,结果,各向同性及随动硬化材料在有限弹塑性变形时的本构关系被提出,最后,对新本构关系与其它理论的本构关系作了比较,计算了简单剪切变形的应力。     

603、675装甲钢动态性能测试及本构关系建立

利用一维Hopkinson压杆实验设备，对603、675两种装甲钢的动态压缩力学性能进行了较为系统的测试，在此基础上建立了2种装甲钢的Bodner-Partom本构方程，经程序计算与实际试验结果对比，表明本构方程能够较好地反映材料在动载荷条件下的力学行为．     

混凝土材料动态本构关系

利用改装的杆径为φ74mm的直锥变截面式Hopkinson压杆对混凝土材料进行动态压缩实验,系统地研究了混凝土的应变率硬化效应和损伤软化效应,进而拟合出混凝土材料的损伤型线性粘弹性本构关系。     

环氧树脂在高应变率下的热粘弹性本构方程和时温等效性

在—20℃～100℃的温度范围内用SHPB实验技术研究了环氧树脂在高应变率(10~2～10~3s~(-1))和直到7.5％大应变下的粘弹性力学行为。提出了一个简单实用的非线性热粘弹性本构方程,并发现存在一种时温等效性。在加卸载全过程中,理论计算值与实验结果相当符合。     

一种钨合金含损伤本构的唯象模型

利用多压阻传感器拉氏实验分析方法对受冲击90w钨合金材料中形成的应力波场进行了测试，并利用拉格朗日分析方法获得的结果建立了合金的不含损伤的本构关系．然后以动态层裂试验获得的层裂参数曲线和数据为依据．提出了一种考虑材料内部损伤成核，成长及汇合效应的唯象本构模型，并通过对层裂实验曲线进行数值模拟，确定了该合金的含损伤本构的参数．     

混凝土的动态损伤演化

在实验研究的基础上,建立了混凝土的类似于位错运动热激活机制的率型损伤演化律,将ZWT方程推广应用到混凝土类材料,提出了混凝土计及损伤演化的率型非线性粘弹性本构关系。数值拟合表明理论预示与实验的吻合性相当好。     

混凝土弹塑性破坏计算模型

根据混凝土破坏面的几何特性,本文提出了改进的混凝土五参数椭圆抛物面破坏准则,并给出了混凝土线性混合强化弹塑性本构关系,有关计算参数可方便地采用试验指标确定。本文理论同试验资料吻合较好,采用的屈服与破坏准则消除了某些常用屈服面的奇异性,使计算处理简化,描述准确。     

卸荷裂隙岩体线弹性阶段的广义变分问题

阐述了卸荷裂隙岩体线弹性阶段本构关系及弹性问题的基本方程,运用弹性问题基本方程中的控制方程和边界条件构造卸荷裂隙岩体线弹性阶段的变分问题.构造卸荷裂隙岩体线弹性阶段的变分问题事先构造了一个适当的最小位能泛函,在最小位能泛函中引入两个待定的拉氏乘子λij和λi,把变分约束条件吸收到泛函中去,从而建立卸荷裂隙岩体线弹性阶段的新泛函.然后将新泛函中的εij、μi、λij、λi作为独立变量,同时考虑新泛函的变分驻值条件识别待定拉氏乘子λij、λz,最后证明卸荷裂隙岩体线弹性阶段双变量的广义变分原理.     

浙江新昌主要火成岩类的遥感光谱与形成机理

新昌盆地地处中国东南沿海火山一侵入杂岩带的东北端,区内广泛出露晚中生代火山岩与侵入岩类,岩石类型丰富,是研究岩石遥感光谱的理想地区．作者对该地区的岩石样品进行了可见一近红外光谱和热红外光谱分析测试,研究了火成岩矿物组成、蚀变特征、共生状态等与遥感光谱的关系,并对其形成机理进行了探讨．     

不同排水条件下饱和软黏土动力特性试验研究

以宁波轨道交通1号线沿线软黏土为研究对象, 开展了不同动应力幅值下的循环动三轴试验, 研究了不排水和部分排水对饱和软黏土累积塑性应变、动孔压、动弹性模量及动阻尼比的影响. 结果表明: 在排水条件下对饱和软黏土的动力特性影响较大, 尤其是动孔压; 随着振动次数的增加, 部分排水条件下的动孔压存在一个峰值, 动孔压先增大后减小; 当动应力幅值较大时, 部分排水条件下累积塑性应变和动阻尼比小于不排水条件下的结果, 动弹性模量则大于不排水条件下的值; 对试验结果进行归一化处理后, 获得了动弹性模量、动阻尼比以及累积塑性应变的内在关系.     

弹性基础上封闭型梁的等效刚度

由内外钢围和中间的钢丝绳圈组成的柔性防撞装置可大幅度降低船对桥墩撞击力．为计算柔性防撞装置的等效刚度,建立弹性基础上封闭型梁的分析模型,模型由分布的辐射弹簧和与弹簧连接的2个同心圆环组成．利用曲梁理论分析外钢围圆环在集中力作用下的变形与受力情况,建立描述外钢围径向位移的控制方程,通过特定边界条件获得径向位移的精确解．推导得到防撞装置的等效刚度,并进一步分析了影响等效刚度的相关因素．     

用UG对残膜滚筒部件进行运动学分析

介绍了一种棉花残膜回收机弧形挑膜齿清理滚筒的结构、工作原理,对弧形挑膜齿的运动轨迹和运动方程进行了分析研究,建立了残膜相对弧形挑膜齿的运动方程,研究了弧形挑膜齿的速度、加速度等运动特性,并对弧形挑膜齿残膜清理滚筒运动干涉情况作了检验,证明该机构设计合理,残膜回收率可达85%以上.     

GCr15钢接触表面塑性形变强化与裂纹萌生机制

对轴承钢GCr15在油润滑条件下开展滚动接触疲劳试验, 利用扫描电镜和透射电镜对疲劳样品亚表面微观组织进行观察, 并分析塑性变形层微观结构变化引起的形变强化和裂纹萌生机制. 结果表明: 在摩擦力作用下, 接触表面组织发生塑性流动是由于晶界处的位错滑移使晶粒产生滑移变形, 越接近表面组织滑移变形越严重, 硬度也越高; 塑性变形层内有纳米晶产生, 并有部分碳化物溶解, 无相变发生; 由于在塑性变形层的晶界处产生孔洞而出现层状纤维组织, 孔洞在循环应力的作用下形成裂纹; 塑性变形层的厚度随着接触应力和循环次数的增加而增加.     

长江下游冬季冷暖长期演变规律及展望

本文利用上海113年(1873-1985)气温资料,分析了长江下游冬季冷暖长期演变规律.结果表明:冬季冷暖长期演变存在着明显的阶段性,一百余年冷暖交替出现,经历了三段冷期和两段暖期.冬季冷暖长期演变的显著周期有2-3年、40年左右、70-80年等.本文讨论了大火山爆发对长江下游冬季冷暖变化的可能影响.在统计上,火山活动70年左右的周期振荡与上海冬季温度70-80年演变周期相吻合.     

土水势方程对Biot固结FEM的影响研究

常用的Biot(1941)固结理论中对Darcy定律的使用是不严格的,Biot(1 962)引入土水势方程进行修正,但这种改进很少引起工程界的注意.探讨了Biot固结常用形式和改进形式在控制方程和有限元方程方面的主要差别,推导了改进形式基于不同场变量的两种增量有限元方程.改进形式的有限元方程系数矩阵具有非对称性.当土水势增量方程中忽略重力势变化的影响时,改进形式的控制方程和有限元方程即退化为相应的常用形式.通过工程算例分析,结果表明:常用形式的计算结果高估了地基沉降和总土水势,低估了侧向位移.使用改进形式有助于提高分析精度.     

六边形结构桥墩柔性防撞装置等效弹性系数研究

针对我国自主研发的桥梁柔性防撞装置,引入等效弹性系数研究其结构响应,并构建物理模型：2个六边形结构的钢围环绕在桥墩上,钢围之间由均布弹簧圈支撑连接.利用弹性地基梁理论分析该模型在小变形情况下的力学响应,通过解微分方程确定平动情况下该模型的等效弹性系数.研究表明：等效弹性系数是关于六边形结构几何参数、弹簧弹性系数、钢围抗弯刚度、撞击力的作用点位置的函数;在外钢围没有塌陷的情况下,结构的几何参数对于等效弹性系数的影响最大;装置的等效抗弯刚度超过0.25时,外钢围近似认为刚性;而在远远小于0.25时,在撞击点附近外钢围发生塌陷.     

岩体动力变形破坏的层次特性(英文)

岩体具有复杂的内部结构,内部结构对于岩土的力学性质具有决定性的影响.文章从岩体结构层次的角度研究了岩体的动力变形与破坏过程,在松弛模型的框架内研究了变形破坏的空间尺度与应变率之间的关系.讨论了裂纹传播速度与荷载强度之间的关系,研究了岩体变形破坏的层次特性.最后从岩体结构层次角度研究了岩体的破坏准则.研究表明:岩体的动力变形与破坏具有层次特性,这一层次特性依赖于外载的空间与时间特性、岩体的结构层次和岩体变形与破坏过程速度的有限性.时间准则与极限变形准则可以较好地描述岩体的动力破坏.