建立岩土本构模型的数值方法

根据反问题的理论,阐明了建立岩土本构模型属于反问题,提出了建模的四个基本步骤.在试验数据中蕴藏着应力应变关系的信息,直接提炼本构规律是可能的.神经网络是强有力的反演工具,借助于它建立了砂土和粘性土的非线性和弹塑性神经网络模型.研究结果表明,这种数值建模方法具有许多优越性,已成为求解边值问题的主要工具,也必将在建立岩土本构模型中发挥重要作用.     

基于Eshelby本征应变自洽法的岩土二元介质本构关系

天然沉积土具有结构性,产生结构性的原因在于胶结的不均匀性。在破损力学理论框架下,基于Eshelby本征应变自洽法,考虑胶结元与摩擦元间变形协调性及应力连续性,推导出了岩土二元介质弱形式的弹塑性本构关系,为复杂应力状态下结构性土实际边值问题的有限元计算提供理论依据。算例计算表明导出的本构关系能够考虑胶结元和摩擦元的力学性质、胶结元的破损规律、受荷历史、加载方式及应力状态对岩土二元介质材料力学性能的影响。     

岩土本构模型研究的回顾和讨论

对岩土本构模型建模理论研究的发展和演化作了综述，并对几种经典本构模型进行了研究分析，以此为基础对建立岩土本构模型的方法提出了一些建议，并对当前岩土本构模型研究的发展趋势作了讨论，同时指出了建立各向异性和渗流一应力耦合作用的岩土本构模型的迫切性及其研究方向。     

非饱和土本构模型研究进展

总结了非饱和土本构模型的研究历史和现状,介绍了非饱和土的各类模型,包括弹塑性模型、广义吸力模型、损伤模型、基于热力学的混合物理论模型.把弹塑性模型分成3个部分进行了介绍:未考虑饱和度影响,考虑饱和度影响但未考虑滞后现象和考虑滞后现象.并介绍了利用热力学和混合物理论建立非饱和土本构模型的新方法,指出了目前非饱和土本构模型研究中存在的问题,给出了今后可能的发展趋势.     

疏浚淤泥EPS颗粒轻质混合土本构模型研究

不同配比的EPS颗粒轻质混合土的等向压缩试验和固结排水剪切试验结果表明，轻质混合土的力学特性，取决于试样的胶结结构强度及试验所选择的围压．基于殷宗泽建立的双屈服面模型，通过引入能反映轻质混合土胶结结构强弱的参数β，及反映其胶结结构逐渐破损的参数ω，建立了考虑轻质混合土结构性的弹塑性本构模型．模型试验结果表明，改进模型能反映不同配比EPS颗粒轻质混合土变形的基本规律．     

岩土本构模型研究的回顾和讨论

对岩土本构模型建模理论研究的发展和演化作了综述,并对几种经典本构模型进行了研究分析,以此为基础对建立岩土本构模型的方法提出了一些建议,并对当前岩土本构模型研究的发展趋势作了讨论,同时指出了建立各向异性和渗流-应力耦合作用的岩土本构模型的迫切性及其研究方向。     

基于摩尔库仑准则的膨胀土弹塑性本构模型及其数值实现

膨胀土的应力应变关系与含水量的变化有关,通过室内试验对膨胀土的变形、强度以及膨胀参数与含水量之间的关系进行研究,以湿度应力场理论为基础,提出了一个具有工程实用价值的基于摩尔库仑准则的膨胀土弹塑性本构模型。依据FLAC3D数值模拟软件所提供的二次开发程序,给出了该膨胀土弹塑性本构模型二次开发程序过程的基本原理以及模型的程序框图。结合渗流软件计算的湿度场分布,进行膨胀土基坑边坡实例验算,验证了该本构模型的正确性。     

考虑多种强化机制土的内时弹塑性本构模型

为建立更符合实际情况的岩土的弹塑性应力应变模型,在考虑变形历史、围压、应变率、偏斜塑性变形对体积塑性变形影响引起的多种强化机制的基础上,合理地定义了广义时间标度,建立了考虑多种强化机制土和体量与偏量相互耦合的内时弹塑性本构关系。结合土的静水压缩载荷对偏斜响应影响小,而偏斜压缩载荷对体积响应影响大的实验事实,给出了模型参数分别用静水压缩实验数据和常规三轴实验数据确定的方法。用所建立的考虑多种强化机制的内时弹塑性本构模型对中密永定河砂的三轴响应进行了预测。由模型预测的砂土应力应变曲线与实验相吻合,并且能够较好的描述永定河砂的剪胀和剪缩现象。     

土岩组合地层暗挖隧道侧穿砌体结构影响研究

位于上土下岩二元地层的地下交通隧道,随土岩组合条件变化土拱效应发挥程度不同,导致土体变形和邻近建筑物地基产生不均匀沉降,地基不均匀沉降易导致砌体房屋开裂.文章以济南地区典型土岩组合地层为研究对象,基于土岩弹塑性本构理论,采用MIDAS/GTS有限元软件,建立隧道—岩土体—砌体结构二维有限元整体模型,分析研究了浅埋暗挖隧...     

复杂应力条件下土的结构性本构关系

结合陕西杨凌非饱和黄土不同条件下的三轴试验资料，将作者提出的一种新的土结构性定量化参数（应变型综合结构势）引入土的强度变形特性分析，发现在同一围压下土结构性参数对不同影响因素下的应力应变曲线均具有较好的归一化作用。基于归一化曲线所表现出的双曲线特征，用类似邓肯一张模型的处理手法构造了非饱和黄土的结构性本构关系，本构模型的参数均可由试验确定。由于本文提出的土结构性本构关系引入了能够反映复杂应力状态的土结构性参数并且与邓肯一张模型形式相同，因而具有应用范围广泛和便于程序分析的潜力。试验验证表明，结构性本构关系可以较好地反映非饱和黄土的强度变形关系。     

模型参数对邓肯-张非线性弹性模型应用影响研究

岩体破坏模型重要影响因素之一是岩体本构模型,邓肯—张模型是岩土工程中应用最为广泛的土的非线性弹性本构模型.本文对邓肯-张非线性弹性模型的影响因素进行了分析,并结合实例说明,本构模型中有关参数的取值和匹配对模型的应用和工程计算均有较大影响.     

考虑软土流变和损伤的比奥固结有限元分析

软土的变形受到流变性和结构性这两种基本特性的双重影响,计算分析中应予以同时考虑。本文基于已有的软土流变模型,提出了一种可以同时考虑这两种特性影响的软土粘弹塑性损伤本构模型,并能定量的描述原状土结构性逐步破损过程和反映施工预处理引起的初始损伤对于土体后期变形的影响。将该模型耦合Biot固结理论,导出了有限元求解方程并介绍了求解方法,编制了相应的有限元程序。结合工程实例,采用本文模型和不考虑软土流变及损伤影响的双屈服面模型分别对路基变形进行对比计算分析,验证了模型的合理性,揭示了软土地基考虑流变性及其结构性损伤在固结变形中的综合作用。     

黄土蠕变特性研究进展

黄土地区重大工程建设引发的崩塌、滑坡、地面沉降等地质灾害,往往与黄土蠕变特性密切相关。从黄土蠕变研究阶段、研究方法、本构模型和蠕变引发的工程灾害等方面进行梳理,归纳总结了黄土蠕变研究的现状,探讨了黄土蠕变研究中存在的问题以及未来研究的趋势。具体来说,①在系统梳理国内外研究文献基础上,将黄土蠕变研究分为3个阶段,分别为黄土基本性质研究阶段、黄土工程灾害研究阶段和黄土重大工程研究阶段; ②从黄土蠕变研究方法出发,分析讨论了黄土蠕变研究中采用的各类方法以及影响黄土蠕变的各类要素,尤其是含水量、干密度以及荷载对黄土蠕变特性的影响; ③总结了黄土蠕变本构模型的研究特点,评述了包括元件理论本构模型、经验本构模型及半经验半理论本构模型等3类模型的优缺点; ④对黄土地区常见的边坡、路(地)基、隧道等工程类型的蠕变破坏特征进行了梳理; ⑤建立考虑多因素影响的黄土蠕变本构模型、系统研究黄土蠕变微结构的动态演化和微观本构模型及动荷载作用下的蠕变特征,是未来黄土蠕变研究的发展趋势。     

基于ABAQUS的钢筋混凝土结构本构模型对比分析

阐述了钢筋混凝土的弹性和弹塑性损伤本构关系,采用ABAQUS软件对钢筋混凝土梁进行了弹性、弹塑性损伤分析,并对计算结果进行了对比研究,给出了ABAQUS软件中常用的混凝土弹性本构模型及弹塑性损伤本构模型的应用要点,验证了模型的有效性和实用性.可为钢筋混凝土结构的进一步分析提供参考.     

结构性软土弹塑性损伤模型及其应用

为了考虑结构性对软土工程特性的影响,引入结构损伤变量,在岩土损伤力学理论和经典的修正剑桥模型基础上建立扩展的弹塑性损伤模型,通过固结压缩试验和三轴剪切试验确定模型参数.在通用有限元软件ABAQUS平台上开发所建立的弹塑性损伤模型UMAT子程序.将所建立弹塑性损伤模型应用到室内固结压缩试验和现场堆载预压试验的数值模拟中,并与修正剑桥模型所得结果进行对比.结果表明,当荷载较低时,弹塑性损伤模型计算所得沉降小于修正剑桥模型的结果;当荷载大于结构屈服压力时,弹塑性损伤模型计算所得沉降大于修正剑桥模型的结果,即弹塑性损伤模型能够反映软土结构性的特点.     

土体硬化模型参数试验研究及其在南昌地区基坑工程的应用

基坑开挖数值分析的关键在于土体本构的选择和计算参数的合理选取,硬化模型（HS模型）是应用较为广泛的模型之一。通过采用GDS空心扭剪试验仪（SS-HCA）和常规固结仪完成大量室内试验,获取了南昌地区软土层的硬化模型参数,对各层土参数中模量之间的比例关系进行探讨,并将试验得到的结果与相关文献的结果进行比较和总结。运用PLAXIS有限元数值计算软件,对南昌某地下室深基坑工程进行数值模拟,土体本构模型采用程序内置的HS模型。结果表明,围护桩深层水平位移的实测数据与数值计算结果基本吻合,表明获取的HS模型参数及方法适用于南昌地区基坑开挖的数值分析。     

考虑损伤和流变的软土路基变形分析

提出了一种考虑软土损伤和流变性质的粘弹-粘塑性损伤模型。结合堆栽预压加固软基实例，分别采用殷宗泽双屈服面模型、粘弹-粘塑性和粘弹-粘塑性损伤模型进行有限元分析。结果表明，用粘弹-粘塑性损伤模型计算的结果与实测值比较接近，说明在工程分析中同时考虑软土流变和损伤是必要的。     

土流变研究综述

对土流变研究做了较全面的综述,其中包括土流变研究的发展、土流变试验研究的方法、土流变本构模型的建立、土流变问题的解析等方面的内容,在综述中同时还反映了本文作者在土体非线性流变方面的研究成果,最后提出了今后研究的一些发展方向．     

软土弹塑性损伤有限元分析

目的从损伤力学的角度,对传统的剑桥模型进行修正．方法通过建立一种土体损伤演化本构模型,研究常见的中心差分、Galerkin差分和全隐式差分等3种格式对Biot固结损伤有限元分析的影响变化规律．结果3种差分格式对利用Biot固结损伤有限元计算路基沉降和孔压时的影响很小,得到的解答基本一致;但Crank—Nicholson差分、Galerkin差分和全隐式差分等这三种积分常数在影响材料损伤发展方面不同,Crank—Nicholson差分影响最小,而全隐式差分影响最大;在影响材料硬化率方面,影响规律与损伤发展影响规律正好相反,即Crank—Nicholson差分影响最大,而全隐式差分影响最小．结论修正后的模型对于解决包含此类问题的工程难题具有一定的参考价值．