考虑时间效应的粒状材料的UH模型

近年来,山区支线机场建设日益增多。机场高填方工程往往填方量较大,就地取材,填料含有土料、砂料、堆石料等不同岩土材料。准确预测填料的工后沉降变形影响到机场的安全性和正常运营。相对于黏土,粒状材料特性往往更复杂,可能会出现颗粒破碎等现象。现有的黏弹塑性本构模型大部分只适用于黏土,不能直接用于计算粒状材料流变变形。本文提出一个能够统一描述黏土和粒状材料应力–应变–时间特性的考虑时间效应的粒状材料的UH模型。并且给出了将该模型利用ABAQUS二次开发接口,编写用户子程序,进行有限元实现的过程。最后,利用模型对黏土剪切蠕变试验及砂土三轴不排水试验进行预测,并与试验结果对比,验证了模型的正确性,说明模型能够较好地描述黏土和粒状材料的应力–应变–时间关系。     

基于改进伏斯列夫线的超固结土本构模型

基于作者提出的超固结土的统一硬化模型,本文进一步提出了以抛物线近似代替Hvorslev线的方法,该抛物线将零拉应力线与Hvorslev线表达成一条统一的剪切强度包络线,其在超固结比很大时斜率趋近于3;而对于中度超固结土、弱超固结土,抛物线接近于Hvorslev线;当超固结度为1时,与临界状态线一致。由于对土的潜在强度直接采用抛物线来计算,在模型中没有引用Hvorslev线斜率,故改进后的超固结土模型参数与修正剑桥模型的参数相同。通过对不排水三轴试验和排水三轴试验数据的预测,表明基于改进的Hvorslev线超固结土模型合理可行。     

钢筋混凝土烟囱的对中方法及对中修正值的确定

本文在对大量实测烟囱温度及中心偏移数据分析的基础上，针对目前国内外钢筋混凝土烟囱的施工对中方法，提出了对中修正值的计算及对中方位的确定方法。     

循环加载条件下土的应力路径本构模型

土的应力应变关系与应力路径密切相关，充分接近的两条加载路径所产生的变形基本相同，因此可将任意应力路径转化为与其充分接近且易于计算变形的应力路径，从而获得变形。在此基础上，本文通过定义两个应力状态的参量，分别描述等应力比循环加载和等平均应力循环加载条件下土的塑性变形规律，以及两者的相互影响，并给出一个新的加卸载准则，在不增加任何土性参数的条件下，将现有的土的应力路径本构模型扩展应用于循环加载条件，建立了循环加载条件下土的应力路径本构模型。通过与试验结果的比较表明，本文提出的循环加载模型可较合理地反映土在往复荷载作用下的变形特性。模型简单易用，只含5个土性参数，并具有明确的物理意义。     

钢筋混凝土烟囱日照温差曲率的数值计算模型

首次提出了一个反映钢筋混凝土烟囱日照温差整体效应——等效温差的新概念,推导出由日照温度计算等效温差及日照温差曲率的数值计算公式。与现行曲率计算公式对比表明,现行公式误差较大,应予以修正。用该法对烟囱中心偏移进行计算,其结果和实测值符合很好。     

K_0结构性黄土的临界状态模型

在修正剑桥模型的理论基础上,引入参数描述土的结构性,建立K0结构性黄土的临界状态模型,使模型能够预测K0结构性黄土的结构性及其他基本特性.该具有明确物理意义的结构性参数通过分析K0结构性黄土相关的各种试验结果而获得,且作为一个状态参数,其与土初始结构性及应力水平相关,不需另行测得.对模型计算值与试验结果比较,提出的模型能够较好地描述K0结构性黄土的应力应变特性,表明了该模型的合理性.     

黄土地基中工程桩摩阻力发挥值的变化特性

基于试桩及工程桩的实测结果 ,分析了黄土地基中试桩的摩阻力发挥特性及实际工程桩的摩阻力发挥值随时间 (随施工进行 )的变化特性 ,分析表明 ,实际工程桩的摩阻力发挥值分布与试验桩的分布不同 ,工程桩中的桩土摩阻力发挥值具有鲜明的时间效应 ,受桩、土及基础的共同工作影响较大。     

Lade-Duncan破坏准则在地基承载力计算中的应用

基于Lade-Duncan破坏准则及一个平面应变条件，推导出了无粘性材料的平面应变破坏公式，通过引入粘结应力σ0，将其推广到c-φ材料。将该公式运用于地基承载力的计算，推导出了基于Lade-Duncan破坏准则的地基承载力计算公式，将计算结果和试验数据比较，结果表明所推导的地基承载力公式是合理的。所得平面应变破坏公式对其他的平面应变问题具有同样的参考价值。     

土的负蠕变特性及其本构模型

蠕变是指有效应力不变的情况下,变形随时间的发展。土力学中,蠕变往往指压缩蠕变,如山区机场高填方工程中填方区的工后沉降。然而,高填方工程中有时还需要对山体进行大体积深开挖,以得到大面积的平整场地。开挖后,土体的膨胀变形不能在短时间内稳定,而是随时间继续发展。将这种随时间发展的膨胀变形定义为负蠕变,相对应地,将压缩蠕变定义为正蠕变。试验表明,正、负蠕变都有趋于稳定的趋势。因此可以假设,在e–lnp空间中,当时间足够长时,不论发生正蠕变还是负蠕变,土体都稳定在一条平行于正常压缩线的直线上,这条线为稳定线。在上述概念的基础上,提出了一个可以合理地描述土的负蠕变效应的一维计算公式,结合UH模型,建立了考虑负蠕变效应的UH模型。最后,将模型预测结果与三轴不排水剪切正负蠕变试验结果进行了对比,验证了模型的正确性。