三剪应力统一屈服准则研究

为克服单剪屈服准则仅考虑最大主切应力和双剪准则只考虑两个较大主切应力的缺点，以菱形十二面单元体为依据，同时考虑单元体上的三个主切应力τ13、τ12、和τ23、对材料屈服的影响，认为这三者的组合达到某一极值时，材料即出现屈服．提出了三剪应力统一屈服准则，三剪屈服准则可更大限度地发挥材料的强度潜力．该屈服准则比单剪屈服准则和双剪屈服准则更具有一般性．它还可以考虑单元体上所作用的全部剪应力的不同组合，从而构成外凸和非凸两大族屈服面．     

基于三剪屈服准则的材料弹塑性统一本构方程

为了改进双剪统一强度理论公式的分段表达,克服双剪统一弹塑性本构模型在θ=θb点上的双重滑移角现象,考虑十二面体单元上所有三个主剪应力共同作用的三剪屈服准则建立了材料的弹塑性统一本构方程,该弹塑性统一本构方程适合于服从Tresca屈服准则到Von Mises屈服准则的全部材料。     

基于三剪统一屈服准则的灰土挤密桩特性分析

以平面应变假设为前提,基于三剪统一屈服准则分析桩周土体应力情况,考虑中间主应力、各参数对塑性区发展及极限荷载的影响,推导出孔壁挤压力与塑性挤密半径的表达式。同时在孔径、深度、粘聚力以及内摩擦角不同的情况下,分析挤压力和塑性挤密半径的关系曲线。结果表明,挤压力相同时,孔径越大,塑性挤密半径越大;深度越大,塑性挤密半径越小。当其他参数及塑性挤密半径一定,粘聚力越大,挤压力越大;而内摩擦角越大,挤压力越小。 更多还原     

应变软化及剪胀性土体中考虑大应变的孔扩张问题解析

采用应力跌落模型模拟土体的应变软化,以Mohr-couloub屈服准则和不相关联的流动法则考虑土体屈服塑性流动和剪胀特性,引进对数应变考虑土体的大变形,给出了应变软化及剪胀性土体中考虑大应变的孔扩张问题的弹塑性解析解,为了对比,还给出了小应变情况下位移的解析表达式.分析了大、小应变理论、不同剪胀特性、不同软化程度和考虑塑性区弹性变形与否对结果的影响.结果表明:在孔扩张压力较大时,用小应变理论会引起很大误差,必须考虑大应变;在相同扩张力作用下,土体的软化程度越高,扩张率越大,土体的剪胀角越大则扩张率越小.土体的软化和剪胀特性还影响极限扩张压力,软化越严重,极限扩张压力越小;剪胀角越大,极限扩张压力越大.     

线性软化土体中球孔扩张问题的解析解

采用三折线线性软化模型描述了土体应力－应变关系，以Mohr-Coulomb为屈服准则，同时考虑塑性区弹性变形、土体剪胀以及土体软化的特性，推导了孔扩张后孔周各个区域的应力、应变及位移解析解，讨论了剪胀角、应变软化系数、是否考虑塑性区弹性变形对解答结果的影响.结果表明，最终扩张压力、塑性区半径都随剪胀角的增大而增大；软化系数对塑性区半径影响很小，但对最终扩张压力影响较大，随着软化系数的增大，最终扩张压力增大；考虑塑性区弹性变形对扩张问题解答的影响随扩张半径的增大越趋明显；考虑塑性区的弹性变形，最终扩孔压力偏小.     

三剪统一强度准则在碎石桩复合地基承载特性分析中的应用

对桩身和桩周土分别采用实心圆柱体模型和柱形孔扩张模型,根据桩土间的应力传递及变形协调条件,利用三剪统一强度准则对碎石桩复合地基的承载特性作了分析。导出了碎石桩复合地基桩土应力比、碎石桩及复合地基极限承载力计算式。实例计算表明:碎石桩复合地基的桩土应力比随置换率的增大和桩周土变形模量的增大而减小,单桩极限承载力和复合地基极限承载力还随三剪统一强度准则中主应力效应参数增大而增大;计算结果与实测资料比较吻合表明本文所提方法有一定的合理性。     

应力偏量的三种分解形式与统一屈服准则

本文阐述了应力偏量的三种分解形式，给作者早先提出的统一屈服准则以新的物理解释。     

三剪统一弹塑性本构模型及ANSYS二次开发

针对传统方法在求解岩土工程问题中,只能得出理论解的不足。基于三剪统一屈服准则,推导了三剪统一弹塑性本构关系并编写了相应的ANSYS二次开发子程序,以用于实际工程。通过对静水压力下圆形隧洞进行应力数值计算,结果表明所得数值解与解析解相吻合,从而证明了模型推导及二次开发编程的正确性,并将该程序用于实际边坡稳定的计算中,得出了该边坡问题的数值解。算例表明:中间主应力系数增大,滑体稳定系数也增大,但变幅不大。更多还原     

双τ^2屈服准则及其统一表达式

分析了三个主剪应力对材料屈服的影响，提出了双τ２屈服准则，并建立了一个统一表达式．分析结果表明，所建立的屈服准则，包含了Ｍｉｓｅｓ准则和双剪应力屈服准则，以及介于二者之间的一族屈服准则．这些准则不仅满足Ｄｒｕｃｋｅｒ公设的屈服面外凸性条件，而且与材料性质有关，即不同的材料对应着不同的屈服准则，Ｍｉｓｅｓ准则和双剪应力准则均为该统一表达式的特殊形式．     

基于三剪统一强度准则的隧道围岩抗力系数计算

基于三剪统一强度准则对隧道围岩抗力系数进行了分析,并导出了围岩抗力系数的计算公式。在表征岩石的强度和变形特征时采用了三剪统一强度准则以反映中间主应力对岩石强度和变形的影响,在描述隧道围岩塑性区内的应力状态时,采用中间主应力参数法来表达不同岩体可能具有的不同塑性区应力状态。计算实例表明：隧道围岩的中间主应力对隧道围岩抗力系数有影响,考虑中间主应力效应后所得的隧道围岩抗力系数增大。     

三剪统一强度理论在轴对称混凝土板冲切问题中的应用

采用三剪统一强度理论作为混凝土的破坏准则,求解了轴对称混凝土板的冲切破坏强度,得出强度理论参数b对冲切强度影响曲线。结果表明强度理论参数b的取值不同,冲切破坏荷载的取值也不同,对于一定的板厚,破坏荷载随着b值的增大而增大。Mohr-Coulomb为其特殊情况的解,与Mohr-Coulomb准则相比,三剪强度统一准则的计算结果更接近试验值和实际值。     

扰动对饱和软粘土园柱形孔扩张问题的影响

根据原位十字板试验过程中,对饱和软粘土扰动导致其不排水强度降低的事实,应用圆柱孔扩张理论,假设饱和软粘土在塑性阶段满足Tresca屈服条件,提出了一种基于饱和软粘土灵敏度的扰动度函数D。考虑在塑性区内不排水强度su是扰动度D的线性函数,得到了考虑扰动的圆柱孔扩张的弹塑性解答。     

考虑非饱和土吸力效应的圆柱孔扩张有效应力解析

为探究吸力效应对圆柱孔周围土体应力应变的影响,推导了非饱和土中的圆柱孔扩张有效应力析解。在弹性区和塑性区分别采用Hooke定律和修正剑桥模型,将非饱和吸力作为硬化参数,建立圆柱孔周围土体的应力应变控制方程。通过引入辅助变量,将欧拉坐标系下的平衡微分方程转至拉格朗日坐标系,非饱和圆柱孔扩张问题则转换为以弹塑性边界为边值条件求解一阶常微分方程组的问题。以弹塑性边界上的应力和初始比体积作为初值,对非饱和土中圆柱孔扩张问题进行分析。结果表明,受扩孔压力作用,圆柱孔周围土体将从弹性状态进入塑性屈服状态,而土体初始吸力的变化对塑性区应力状态影响显著。随着初始吸力的增加,圆柱孔周围相同位置处的土体各应力分量增大,极限扩孔压力也随之增大。对于初始孔隙比较大的疏松土体,吸力增大使得圆孔周围塑性区范围缩小;塑性区土体比体积沿径向呈单调减小,吸力越大,比体积减小越明显。对于初始孔隙比较小的密实土体,吸力变化对塑性区范围大小影响不明显;塑性区内土体比体积沿径向先增大后减小。这是因为在弹塑性边界附近处出现了剪胀现象,且吸力越大,剪胀现象越明显。最后通过与原位旁压试验和已有数值模拟结果对比,对本文方法的可靠性进行了验证。     

三向应力状态下球形孔扩张问题的弹塑性解

基于Mohr-Coulomb理论推导的球形孔扩张问题的弹塑性解,没有考虑中间主应力的影响,因而与实际结果有误差.为此,本文利用统一强度理论建立了球形孔扩张问题的统一解形式.利用此解可以合理地得出不同材料的相应解,并且能充分发挥材料自身的承载能力,对实际工程具有重要意义.     

Dynamic Spherical Cavity Expansion in Concrete *L

目的确定球形空腔在混凝土介质中膨胀时球形空腔表面的应力．方法在Ｅｕｌｅｒ坐标系中,采用ＭｏｈｒＣｏｕｌｏｍｂ屈服准则,应用相似变换的方法推导了球形空腔在混凝土介质中膨胀时弹、塑性区径向无量纲应力的解析表达式．结果得到了球形空腔表面上径向无量纲应力,分析了球形空腔表面无量纲径向应力与锁定体积应变的关系．结论将得到的球形空腔表面应力应用于弹丸侵彻混凝土介质的侵彻方程后,得出的结果与试验结果的相对误差小于１５８％。     

屈服准则对土质边坡稳定安全度计算的影响分析

分析了在应用有限元强度折减法计算土质边坡稳定安全度时,屈服准则对计算结果的影响。Mo-hr-Coulomb准则和Drucker-Prager准则是岩土工程中较常用的屈服准则,计算结果表明Mohr-Cou-lomb准则得出的安全度偏小,Drucker-Prager准则与参数α和k的选取直接相关,其中用Mohr-Cou-lomb内接圆及等面积圆得出的安全度比较合理;统一强度理论可以考虑岩土材料的中间主应力效应及拉压差效应,在边坡稳定分析中可以发挥材料的承载潜力。     

基于双剪统一强度理论的碎石桩复合地基承载及变形性状研究

基于双剪统一强度理论，并利用复合地基中碎石桩与桩周土的竖向位移相等，侧向变形协调与连续的条件，通过弹塑性理论，对碎石桩复合地基的承载及变形性状进行了分析研究，讨论了权系数b的大小对复合地基承载及变形性状的影响，推出了作用在复合地基上的荷载、碎石桩所分担的荷载及加固区压缩量与桩周土的塑性区半径的关系的系列解析算式。提出了对于碎石桩复合地基的设计应该实行承载力和沉降双重控制的设计思想。为验证本方法的可行性，将模型试验的结果与计算结果进行了对比。     

基于双剪统一强度理论的碎石桩复合地基承载及变形性状研究

基于双剪统一强度理论,并利用复合地基中碎石桩与桩周土的竖向位移相等,侧向变形协调与连续的条件,通过弹塑性理论,对碎石桩复合地基的承载及变形性状进行了分析研究,讨论了权系数b的大小对复合地基承载及变形性状的影响,推出了作用在复合地基上的荷载、碎石桩所分担的荷载及加固区压缩量与桩周土的塑性区半径的关系的系列解析算式。提出了对于碎石桩复合地基的设计应该实行承载力和沉降双重控制的设计思想。为验证本方法的可行性,将模型试验的结果与计算结果进行了对比。