板形基础抗冻胀破坏的断裂力学分析

在冻土地区，板形基础被广泛应用，由于冻胀作用对板基础造成各种冻害破坏。基于断裂力学理论，建立了板形基础与地基广义强度破坏的一般准则，提出了板基础抗冻胀破坏分析的新方法，可以对各种板基础的冻胀破坏进行定量分析。应用此准则分别对埋深超过冻深和小于冻深的板基础进行抗冻拔稳定性分析：给出了水池底板的冻胀破坏的强度分析方法。该方法考虑了冻胀力的作用，考虑了冻土自身存在的缺陷，符合冻土实际状态，因此，该分析方法更趋合理。通过工程算例进行抗冻胀破坏分析，结果表明，断裂力学方法是有效的。     

冻土断裂力学在挡墙基础稳定性分析中的应用

讨论了冻土断裂力学在挡墙基础强度及稳定性分析中的应用 ,讨论了实际工程问题的简化方法 ,给出了冻土断裂力学判据 ;给出了应用实例 ,并与传统的强度设计及稳定性问题进行了计算比较 ;指出冻土断裂力学是对传统设计和计算方法的完善和补充 ;讨论了冻土断裂力学在未来工程设计计算中的应用前景及其作用     

冻土材料非线性断裂模型的试验研究

冻土是多相体复合材料，土体冻结过程中在内部形成空穴、裂隙等多种缺陷。把这些缺陷简化为冻土中的初始裂纹，应用断裂力学理论和试验方法，研究冻土的非线性断裂过程和特征。结果表明：冻土非线性断裂破坏过程由弹性阶段、微裂纹损伤区形成阶段和软化阶段组成，其中微裂纹损伤区形成阶断是冻土非线性破坏的主要表征。把微裂纹损伤区简化为假想裂纹处理，可称为虚拟裂纹，并考虑冻土中冰晶体胶结力作用，给出冻土非线性断裂破坏的胶结力裂纹模型；讨论胶结力的性质与分布，给出微裂纹损伤区长度确定的方法，为理论分析与数值计算提供依据。同时，还对胶结力裂纹模型涉及的非线性断裂韧度指标δC进行测试，给出相应测试方法和结果。     

混凝土断裂的研究现状与展望

混凝土断裂力学是20世纪60年代基于金属断裂力学的基本理论而发展起来的固体力学分支,主要研究含裂缝体的混凝土材料和混凝土结构的破坏过程以及裂缝传播规律,建立断裂准则,探讨如何控制和防止混凝土结构断裂破坏的措施.本文先对混凝土断裂过程做初步探讨,之后,就混凝土断裂力学的产生发展、研究现状和发展应用前景做一综述.     

岩石中断裂力学的研究

在断裂力学的基础上,研究了岩石破坏类型和受压裂缝的扩展,并对微裂缝演化进行了探讨,提出利用断裂力学中的裂纹尖端应力和应变场的分布情况,可以预测和制止岩体的失稳。基于能量平衡建立岩石裂纹的扩展条件,进而导出断裂稳定性准则。指出岩石断裂力学中存在的一些问题,并对研究要点进行了总结,为岩石断裂问题研究提供了理论依据。     

玻璃破坏发生区的初步探讨

玻璃破坏发生区的概念玻璃是人类使用非常广泛的一种材料,但其脆性很大,在使用过程中极易被破坏。因此,提供一条准确预测玻璃破坏强度的准则,对安全、经济地使用玻璃有重要的应用意义。然而,目前普遍采用的线弹性力学和线性断裂力学的     

填土的断裂机理

本文从填土断裂破坏的现象出发,介绍了断裂力学的基本概念。指出断裂力学的基本概念也同样地适用于填土。对在各种应力和试验条件下填土所产生断裂破坏的可能及其原因进行了讨论。     

平面应力状态下砌体破坏准则的研究

从满足双轴抗拉强度、单轴抗拉强度、纯剪强度、单轴抗压强度、双轴抗压强度这五个特征点的要求出发,构建了适用于平面应力状态下的砌体破坏准则。通过与现有的基于砌体剪切试验结果和库伦理论建立的砌体剪切强度准则对比,证明本文建议的准则适用范围更广。另外,本文建议的准则描述砌体破坏时的强度值是直接采用相应于破坏截面处的应力,在理论上更加合理。该准则在应用上也比较方便。     

D-P准则与岩石断裂韧度K_(Ic),K_(II)c关系的研究

通过断裂力学中裂纹端部的应力叠加,得出拉剪裂纹的端部总应力,代入D-P破坏准则,经推导得出D-P准则与岩石断裂韧度KIc,KIIc的相互关系。并以三峡永久船闸高边坡为例,说明该推导的合理性。     

讲座 断裂力学 第二讲 弹塑性断裂力学基础

近二十多年来,线弹性断裂力学无论在理论和测试技术方面都已得到比较成熟的发展,并在高强材料脆性破坏、疲劳和应力腐蚀等方面得到广泛的应用。但工业结构大量应用的中低强钢,具有较高的断裂韧性,这类构件在迅速断裂之前,已有相当大的塑性区,其尺寸和裂纹长度的数量级相同,发生所谓大范围屈服或全面屈服的情况,对于这类问题的断裂安全分析,既使引入塑性区修正,线性弹性断裂力学也不再适用。因此,要研究弹塑性断裂力学,研究在大范围屈服     

平面冻土墙围护深基坑的时空效应数值模拟

对深基坑平面冻土墙围护结构及周围地层的应力和位移进行了三维有限元数值模拟，其中冻土墙为符合Mlses屈服准则的非均质粘弹塑性介质，地层为符合Drucker-Prager屈服准则的弹塑性介质，同时考虑了基坑分步开挖及时间的影响。分析了冻土墙厚度、深基坑跨度及冻结盐水温度与基坑稳定性的关系并得到了回归关系式。最后，采用本程序对一试验模型进行了计算，其结果令人满意。     

基于土极限应变的建筑物纠倾方法模拟与工程应用

水平掏土法是建筑物纠倾常用方法之一,确定临界掏土孔间距是建筑物安全平稳回倾的关键,其与土体性质、上部荷载等因素有关,目前主要依靠工程经验确定.针对建筑物掏土纠倾法,采用有限元极限分析方法,将土体极限应变作为破坏准则,并通过立方体模型数值分析得到土体极限应变值,超过极限应变定义为土体破坏.在此基础上,通过数值分析研究了工...     

特殊岩土体工程边坡研究进展

工程边坡的理论研究及稳定对确保基础设施的安全建设和正常运营有重要意义。由性质特殊的黄土、膨胀土与冻土等特殊土和岩体组成的工程边坡有别于一般土质边坡,在稳定性分析、工程设计和分析软件等理论研究方面表现出一定差异。为此,在查阅国内外相关资料的基础上,文章总结工程边坡在稳定性分析方法、工程设计和分析软件等理论方面的共性研究成果,又分别阐述黄土、膨胀土、冻土和岩质工程边坡在理论方面的新研究进展。此外,文章还概括工程边坡监测预警技术的发展趋势,提供特殊岩土体工程边坡的典型治理案例,并指出特殊岩土体工程边坡研究的进一步方向。     

基于与围岩相互作用的冻结壁弹塑性设计理论

冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹塑性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于10时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,建立了考虑开挖卸载作用的冻结壁与围岩相互作用弹塑性力学模型,推导了应力与位移解析解,建立了新的弹塑性冻结壁厚度计算公式,分析了各因素对冻结壁厚度的影响规律。分析表明,新公式较传统的多姆克公式更合理,并建议选用Coulomb-Mohr屈服准则进行冻结壁厚度计算。     

拱北隧道“钢管-冻土”复合结构承载力试验研究

管幕冻结法作为一种新型的隧道预支护工法,目前已被应用于港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道施工中。管幕冻结法是利用顶管技术在隧道四周顶入大直径顶管,并利用冻结法将顶管之间的土体冻结起来,形成水密性的预支护结构。为了研究钢管-冻土复合结构在确保封水时的极限承载力和变形能力,以探求合理冻土温度,采用冻土单轴压缩试验机,对4种不同冻土温度进行钢管-冻土复合结构模型试验,并提出了封水条件下的极限状态判据,通过分析荷载-位移曲线,得到复合结构在封水条件下的极限承载力和变形能力。试验结果表明:温度较高时,冻土协调变形能力较好,但由于冻土本身强度较低,复合结构在封水条件下的极限承载力和变形能力较差;类似地,冻土温度较低时,强度较大,但由于冻土跟随钢管协调变形能力较差,在封水条件下的极限承载力和变形能力也较差;当温度适中时,冻土跟随钢管协调变形能力和冻土本身强度均处于相对理想状态,此时复合结构在封水条件下的极限承载力和变形能力相对较强,即在确保封水性能时所能承受变形的能力和极限荷载均较大。试验研究确定了该理想温度约为-10℃,该温度在拱北隧道管幕冻结实际施工中被采用,对类似工程施工具有一定的参考价值。     

人工冻结竖井中冻土壁强度与变形分析*

 在K0排水固结后再冻结(K0DCF)过程下，通过冻结兰州砂土和冻结兰州黄土的卸载剪切试验发现，不同围压下两种土质的应力-应变曲线均类似于理想刚塑性应力-应变曲线，但是K0固结段却表现出明显的差异。他们的屈服强度随围压的增大而线性增大，且黄土的屈服强度明显大于砂土；破坏变形随围压的增大也线性增大。他们的屈服强度均随温度的降低而增加，但黄土的强度值明显大于砂土；对破坏变形则存在两种不同的关系，对砂土，随温度的降低破坏变形降低；对黄土，随温度的降低破坏变形逐渐增大。     

浅埋土洞坍塌机理的理论分析

基于霍克-布朗强度准则(H-K准则)采用泛函变分法对“活塞板”试验结果进行理论分析,推导出浅埋土洞破坏时滑动面曲线方程和临界覆土厚度的解析解,并对H-K准则中材料参数B=0.5和B=1时两种特殊情况下的推导结果进行了讨论。当材料参数B=0.5时,土体破裂滑动面为抛物线。当材料参数B=1时(即莫尔库伦准则下),土体破裂滑动面为斜直线,但破裂面与水平方向的夹角与岩土工程计算中常用假定条件明显不同;当土洞埋深趋向于无限大时,活塞板上的竖向土压力趋于恒定值,该结论与太沙基理论和普氏卸荷拱理论是一致的。本文还提出了采用土工剪切试验数据计算霍克-布朗准则参数的方法,并用具体的工程案例来示例了本理论在实际工程中的应用。     

地质雷达在冻结壁探测中的应用

根据冻土和未冻土之间介电常数和电阻率之间的差异，对山东赵楼副井冻结壁发展状况用地质雷达进行了探测，探测结果表明，地质雷达可用于冻结壁发展状况的探测，是确保冻结工程安全的有效手段。     

冻土蠕变变形特征的细观分析

通过观测分析冻土单轴及三轴蠕变过程中细观结构的变化情况，发现蠕变过程中结构缺陷的增生与扩展制约着土结构的强化与弱化作用，控制着蠕变变形形态特征。易破坏区首先发生在样品的低密薄弱层面的薄弱区，对于单轴蠕变，在薄弱层面形成一环状低密带，然后向外扩展，最终导致整体结构的破坏；而对于三轴蠕变，在样品薄弱段的表面形成拉伸裂缝，然后向内扩展，最终导致整体结构的破坏。在单轴蠕变过程中冻土的体积随时间的发展而持续增加；三轴蠕变过程中冻土的体积随时间的发展而持续减小，仅当进入第三蠕变阶段后其体积有相对增大的趋势，但仍小于起始值。