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相似文献
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1.
土剪胀性的应力路径相关规律及其模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
罗汀  高智伟  万征  姚仰平 《力学学报》2010,42(1):93-101
建立能够反映土的变形和强度特性应力路径依存性的本构模型, 首先需要解决土剪胀规律的应力路径依存性问题. 对黏土和砂土剪胀性的应力路径依存性做了系统的分析和比较,模型预测与试验结果的比较表明: 剑桥模型和统一硬化模型在描述土的这一特性方面都有一定缺陷; 采用部分塑性体应变与塑性剪应变耦合的思路建立的渐近状态模型能够较好地反映土剪胀性的应力路径依存性.   相似文献   

2.
基于热力学相容的本构模型并合理地定义广义时间,得到了描述蠕变、塑性及其交互作用的统一型本构方程。进而通过对在蠕变—塑性交互作用过程中材料内部子结构及其变化的分析,将材料的强化分解为对应于非弹性应变范围的强化和由蠕变变形导致的附加强化。对高温环境二维应力路径下304不锈钢的蠕变—塑性交互作用过程进行了分析,取得了与Ohashi等的实验相吻合的结果。  相似文献   

3.
循环载荷下砂质土的本构模型   总被引:6,自引:0,他引:6  
提出了一个描述砂质土循环载荷条件下主要特性的本构模型,并且采用不同围压下多种加载途径的土力学实验确定了模型中的待定材料常数,由本构模型的增量工数值积分计算所得到的理论曲线与不同应力路径下实验曲线十分接近,经实验验证这种本构模型能广泛地应用土工问题的弹-塑性有限元分析中。  相似文献   

4.
针对饱和超固结黏性土现有的下加载面修正剑桥模型破坏应力比为定值,不能反映土体在不同应力状态下强度特性存在差异这一问题,为了更好地反映应力状态变化对破坏应力比的影响,基于三剪统一强度准则确定超固结土的破坏应力比。在此基础上得到了超固结土的弹塑性本构模型,该模型的特点是能够描述土体受力时的中间主应力效应、应力区间效应、拉压差影响。基于该本构模型作了常规三轴压缩条件下超固结饱和黏性土的模拟结果与试验结果对比,结果表明:该模型能够反映不同超固结比下土的变形、剪胀、孔隙水压力变化特性和规律。利用该本构模型模拟了排水和不排水条件下的真三轴压缩试验,得到了相应的应力-应变特性曲线。  相似文献   

5.
SnPb钎料合金的粘塑性Anand本构方程   总被引:8,自引:0,他引:8  
采用统一型粘塑性本构 Anand方程描述了电子封装焊点 Sn Pb钎料合金的非弹性变形行为 ,基于 Sn Pb 合金的弹塑性蠕变本构方程和实验数据 ,确定了6 2 Sn36 Pb2 Ag、6 0 Sn40 Pb、96 .5 Sn3.5 Ag和 97.5 Pb2 .5 Sn四种钎料合金 Anand方程的材料参数 ,验证了粘塑性 Anand本构方程对 Sn Pb合金在恒应变速率和稳态塑性流动条件下应力应变行为的预测能力。结果表明 ,Anand方程能有效描述 Sn Pb钎料的粘塑性本构行为 ,并可应用于电子封装 Sn Pb焊点的可靠性模拟和失效分析  相似文献   

6.
地基土形成过程中由于沉积作用大多具有横观各向同性的特点.利用数学、力学手段,采用坐标转换矩阵的方法,对横观各向同性地基的本构模型和模型中参数的选取作了一定的理论研究,可由横观各向同性面水平情况下的地基的本构方程直接推导出横观各向同性面倾斜情况下的地基的本构方程,而所需测的力学参数仍为垂直和平行横观各向同性面方向上的力学参数,数量没有增加,简单易用.得出了一些有益于工程实践的结论.所述理论可以解释地应力的水平应力分量不等的量测结果,同时由于考虑了地基土形成过程中的沉积作用,利用该本构模型计算地基在外荷作用下的应力、应变的响应问题,比均质各向同性理论更加符合实际情况.  相似文献   

7.
6卸载本构 6.1沿着准弹性卸载路径的有效剪切模量的变化规律 长期以来,Steinberg本构关系不仅被用来描写单轴应变加载过程,也被用来描写从冲击压缩状态卸载的过程,即模拟卸载波剖面。因此,Steinberg本构方程(5.1)和(5.2)中的应力P不仅表示冲击加载压力,  相似文献   

8.
纯钽动态本构关系的实验研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
利用材料试验机和分离式霍布金森压杆实验装置测量了纯钽在较宽温度(-100~550℃)和应变率(10-5~103s-1)范围内的应力 应变曲线,该曲线表明钽的流动应力对温度和应变率都很敏感。利用所测得的应力 应变曲线拟合了钽在不同应变率和不同温度下的Johnson Cook与Zerilli Armstrong本构方程,Zeril li Armstrong本构方程与实验数据基本吻合,Johnson Cook本构方程与实验数据吻合得不太好。对Johnson Cook本构方程中的应变率强化项作了修正,修正后的Johnson Cook本构方程与实验数据吻合比修正前的好。  相似文献   

9.
土的本构方程与热力学   总被引:1,自引:0,他引:1  
赵成刚  张雪东  郭璇 《力学进展》2006,36(4):611-618
介绍一种基于热力学理论建立土力学本构方程的一般性理论框架. 这一方法利用两个势函数即自由能势函数和耗散势函数(或屈服函数)以及固定的过程和框架, 建立土的本构方程. 简要介绍了建立热力学本构方程中所用到的热力学内变量理论, 利用Legendre变换建立了热力学势函数之间以及各耗散函数与屈服函数之间的关系;利用自由能势函数和耗散势函数(或屈服函数)建立土的本构方程及其具体步骤. 最后讨论了土力学本构方程研究的意义以及它和应用之间的关系.   相似文献   

10.
关于无屈服面粘塑性理论   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文对Bodner-Partom幂函数型粘塑性本构方程进行了某些分析讨论,揭示了该本构模型的某些内涵,特别是对模型所涉及的几个材料常数对应力应变关系的影响以及该模型的加卸载性质和历史效应作了具体的剖析。最后与Perzyna超应力本构模型进行了比较。  相似文献   

11.
The behavior of soil-structure interface can be crucial to the overall response of a soil-structure system. The numerical simulation of soil-structure interaction problem requires proper modeling of the interface. The similarity between the behavior of soil and interface is first analyzed in the present paper. With this similarity, the concept of critical state soil mechanics (CSSM), which has been successfully used in the modeling of soil behavior, is used to develop a constitutive model for soil-structure interface in the framework of generalized plasticity. The model is capable of modeling strain hardening, softening, normal dilatancy and stress-path dependency of interface between sandy soil and structures during shearing. The effects of normal pressure as well as density of sand are captured in the model. The performance of the model is verified with various experimental results. The unified modeling of the behavior of interfaces with different roughness, different density of soil and different normal pressures using the concept of CSSM is also successfully attempted.  相似文献   

12.
壳体力学已于上世纪由多位专家发展成熟,其中简支柱壳挠曲问题采用改进莱维解法的三角级数法解出,但是其解法复杂,手算难以完成.为讨论其结果的精确性,通过编写运行基于MATLAB的运算程序导出实例化解析解,与基于力学基本理论的推想假设对比,再引入有限元计算结果进行比较研究.最终发现,理论解析解应力和位移具有分布形式大致准确性,但仍存在不容忽视的细节与局部性问题.研究表明,理论解法工程意义有限,结果尚需改进.  相似文献   

13.
在分数导数粘弹性本构模型的基础上综合考虑桩周土和桩芯土的平衡方程和几何方程建立了桩周土和桩芯土的竖向运动的控制方程.在频率域内利用分离变量法和分数导数的性质求解了桩周土和桩芯土竖向振动控制方程.考虑管桩与桩周土、管桩与桩芯土的边界连续性条件以及三角函数的正交性得到了分数导数粘弹性模型描述的土中管桩的竖向振动,通过数值分析研究了管桩和土体模型参数和几何参数对管桩的桩顶复刚度的影响规律.结果显示:桩芯土本构模型的分数导数的阶数对管桩竖向振动的影响较桩周土本构模型的阶数要小,且与频率有一定关系;桩芯土与桩周土的模型参数比τ1 和τ2 对等效阻尼的影响较对刚度因子的影响要大;管桩桩周和桩芯的直径比d 越小,管桩复刚度的实部和虚部就越大;土体力学性能对管桩竖向振动的影响要比管桩桩身力学性能的影响小.  相似文献   

14.
IntroductionSoilisthemostcommonlyusedconstructionmaterialincivilengineeringandhydraulicengineering .Thecharacteristicsofsoilhavebeeninvestigatingfornearlyonehundredyears.Butbecauseofitscomplexstructure,changeableenvironmentandbeingsensitivetotheoutsideconditions,thesoiloftenshowsvariedproperties[1,2 ].Themaindifficultytothedevelopmentofgeotechnicalmechanicsishowtosetupconstitutiveequationswhichcouldsatisfactorilyaccountforengineeringpropertiesofsoil[3].Manyconstitutivemodelshavebeenformedinth…  相似文献   

15.
Unsaturated soil is a three-phase media and is composed of soil grain, water and gas. In this paper, the consolidation problem of unsaturated soil is investigated based on the theory of mixture. A theoretical formula of effective stress on anisotropic porous media and unsaturated soil is derived. The principle of effective stress and the principle of Curie symmetry are taken as two fundamental constitutive principles of unsaturated soil. A mathematical model of consolidation of unsaturated soil is proposed, which consists of 25 partial differenfial equations with 25 unknowns. With the help of increament linearizing method, the model is reduced to 5 governing equations with 5 unknowns, i.e., the three displacement components of solid phase, the pore water pressure and the pore gas pressure. 7 material parameters are involved in the model and all of them can he measured using soil tests. It is convenient to use the model to engineering practice. The well known Biot’s theory is a special case of the model.  相似文献   

16.
数值模拟和物理模拟是分析土体沉降和稳定性的主要手段. 本构模型作为描述土体应力应变关系的数学表达式, 是数值模拟的基础. 土体具有碎散性, 这一基本物理特性导致了其具有压硬性、摩擦性和剪胀性, 这是土的力学特性区别于金属的主要特征, 在土体的本构模型中必须反映这3个基本特性. 传统土力学将土体的变形和强度分离考虑, 分别采用弹性理论和基于刚塑性模型的极限平衡理论分析, 虽然应用广泛, 但由于不能全面地反映土的基本力学特性, 计算结果的精度常常难以满足定量分析的需要. 剑桥模型作为第一个全面反映压硬性、摩擦性和剪胀性的弹塑性本构模型, 实现了变形和强度的统一, 能较好地描述饱和正常固结黏土的应力应变关系, 被视为是现代土力学的开端; 统一硬化模型通过引入一个独特的硬化参数进一步发展了剑桥模型, 将适用范围扩大到超固结黏土. 作者认为, 未来岩土体本构模型研究的挑战是: 如何考虑岩土体在受力过程中土骨架相变与多场耦合, 以解决目前本构模型尚无法定量分析的能源、交通、环境和水利相关的重大岩土工程问题. 超重力物理模拟具有缩尺效应和缩时效应, 克服了常重力物理模拟中模型的应力水平低于原型的缺点, 特别适用于大尺度、长历时问题的模拟. 相较数值模拟, 超重力物理模拟的优势在于能够检验本构模型的合理性, 揭示本构模型无法描述的未知特性. 最后, 介绍了采用数值模拟和物理模拟联合分析大直径钢管桩水平受荷特性的工程案例.  相似文献   

17.
陈云敏  马鹏程  唐耀 《力学学报》2020,52(4):901-915
数值模拟和物理模拟是分析土体沉降和稳定性的主要手段. 本构模型作为描述土体应力应变关系的数学表达式, 是数值模拟的基础. 土体具有碎散性, 这一基本物理特性导致了其具有压硬性、摩擦性和剪胀性, 这是土的力学特性区别于金属的主要特征, 在土体的本构模型中必须反映这3个基本特性. 传统土力学将土体的变形和强度分离考虑, 分别采用弹性理论和基于刚塑性模型的极限平衡理论分析, 虽然应用广泛, 但由于不能全面地反映土的基本力学特性, 计算结果的精度常常难以满足定量分析的需要. 剑桥模型作为第一个全面反映压硬性、摩擦性和剪胀性的弹塑性本构模型, 实现了变形和强度的统一, 能较好地描述饱和正常固结黏土的应力应变关系, 被视为是现代土力学的开端; 统一硬化模型通过引入一个独特的硬化参数进一步发展了剑桥模型, 将适用范围扩大到超固结黏土. 作者认为, 未来岩土体本构模型研究的挑战是: 如何考虑岩土体在受力过程中土骨架相变与多场耦合, 以解决目前本构模型尚无法定量分析的能源、交通、环境和水利相关的重大岩土工程问题. 超重力物理模拟具有缩尺效应和缩时效应, 克服了常重力物理模拟中模型的应力水平低于原型的缺点, 特别适用于大尺度、长历时问题的模拟. 相较数值模拟, 超重力物理模拟的优势在于能够检验本构模型的合理性, 揭示本构模型无法描述的未知特性. 最后, 介绍了采用数值模拟和物理模拟联合分析大直径钢管桩水平受荷特性的工程案例.   相似文献   

18.
IntroductionInpart(Ⅰ )ofthework[1],byuseofmixturetheory ,thenonlinearconstitutiveequationsandthefieldequationsofunsaturatedsoilwereconstructed ,andthecompleteequationsforthethermodynamicsystemofunsaturatedsoilwasformed .Inthispart,thelinearconstitutiveequationsandfieldequationsofunsaturatedsoilareobtainedthroughlinearizingnonlinearequations,andthelinearequationsarewrittenintheformssimilartoBiot’sequationsforsaturatedporousmedia .ItisprovedthatDarcy’slawissuitabletodescribethemotionofliquid…  相似文献   

19.
The nonlinear constitutive equations and field equations of unsaturated soils were constructed on the basis of mixture theory. The soils were treated as the mixture composed of three constituents. First, from the researches of soil mechanics, some basic assumptions about the unsaturated soil mixture were made, and the entropy inequality of unsaturated soil mixture was derived. Then, with the common method usually used to deal with the constitutive problems in mixture theory, the nonlinear constitutive equations were obtained. Finally, putting the constitutive equations of constituents into the balance equations of momentum, the nonlinear field equations of constituents were set up. The balance equation of energy of unsaturated soil was also given, and thus the complete equations for solving the thermodynamic process of unsaturated soil was formed. Foundation items: the National Natural Science Foundation of China (59678003); Special Research Plan of the Education Department of Shaanxi Province (01JK178) Biographies: HUANG Yi (1936-) ZHANG Yin-ke (1964-)  相似文献   

20.
CONSOLIDATION HEORY OF UNSATURATED SOIL BASED ON THE THEORY OF MIXTURE(Ⅰ)   总被引:1,自引:1,他引:1  
Unsaturated soil is a three-phase media and is composed of soil grain,water andgas.In this paper,the consolidation problem of unsaturated soil is investigated basedon the theory of mixture.A theoretical formula of effective stress on anisotropicporous media and unsaturated soil is derived.The principle of effective stress and theprinciple of Curie symmetry are taken as two fundamental constitutive principles ofunsaturated soil.A mathematical model of consolidation of unsaturated soil isproposed,which consists of25 partial differenfial equations with25 unknowns.Withthe help of increament linearizing method,the model is reduced to5 governingequations with5 unknowns,i.e.,the three displacement components of solid phase,thepore water pressure and the pore gas pressure.7 material parameters are involved inthe model and all of them can be measured using soil tests.It is convenient to use themodel to engineering practice.The well known Biot’s theory is a special case of themodel.  相似文献   

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