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基于弹黏塑性模型的部分排水柱孔扩张分析: 2024年; 孔穴扩张的速率效应不仅与孔穴周围土体的排水条件有关,还与土体的率相关力学特性密切相关。现有孔穴扩张理论多聚焦于土体部分排水条件引起的率相关性,较少关注土体排水条件和率相关力学特性的联合影响效应。采用数值分析方法,基于过应力弹黏塑性本构模型,分析了考虑部分排水条件的柱孔扩张过程,围绕孔壁处土体的径向总应力、剪切应力和超孔隙水压力随扩孔的发展规律,探讨了土体率相关力学特性对孔穴膨胀响应的影响。分析表明:当仅考虑土体部分排水条件时,径向总应力和剪应力随加载速度增加而单调减小,其中,扩孔初期,当扩孔速度在10^(-4)~10^(-1)mm/s范围内时,其对径向总应力的影响较小。当同时考虑部分排水条件和土体率相关力学特性的影响时,扩孔初期,径向总应力和剪应力随扩孔速度增加而显著增加,这一规律与Burswood黏土和湛江黏土的原位自钻旁压试验结果一致;随着扩孔的进行,径向总应力和剪应力随加载速度的增加,呈现先减小后增加的规律。土体黏塑性参数(γ^(vp)和n)的敏感性分析显示,相同扩孔速度下,径向总应力、剪切强度和初始剪切模量随γ^(vp)或n的增加而逐渐减小,且减小的幅度越来越小。扩孔速度、土体渗透系数、超固结比对孔壁处土体的排水条件影响较大,对参数γ^(vp)和n的影响相对较小。土体排水条件可通过无量纲速度V进行评价,部分排水条件对应的V值范围为0.04~250.00。建议在应用柱孔扩张理论分析黏性土相关问题时考虑土体力学性能的时间相关性。; 陈成陈成孙中华张先伟张先伟王勇张军杰; 关键词：黏性土弹黏塑性本构模型

考虑指数渗流的砂井地基弹黏塑性固结分析: 2024年; 为深入探究饱和黏土地区砂井地基的固结机制,在Barron自由应变假定下,引入考虑时间效应的统一硬化(unified hardening,UH)模型描述土骨架的变形非线性关系,同时引入指数渗流方程代替Darcy定律,并考虑渗透系数变化及涂抹效应的影响,研究了土体非线性、施工扰动及外载荷等因素对砂井地基非线性固结过程的影响规律。结果表明:由于土体的黏滞效应,在加载前期,砂井地基不排水边界附近孔压出现升高现象,且考虑非Darcy渗流时上述现象更加明显,砂井地基固结速率也愈加缓慢。此外,涂抹区渗透系数的减小显著降低了砂井地基整体孔压消散速率,而外载荷的增大却加快了地基的固结进程。; 杨强; 关键词：饱和黏土砂井地基流变固结统一硬化模型

一种具有分形结构的弹黏塑性材料建模及其求解方法: 2024年; 本文建立了一种具有分形结构的元件模型,用于描述材料弹粘塑性特性,并可以在无需求解相应的无限阶微分方程的情况下获得各载荷作用下模型的力学反应.首先,基于这种建模方法,建立了表征具有复杂无限阶分形结构材料弹黏塑性特性的混联元件模型(L-R模型).然后,利用MATLAB/Simulink,借助弹簧(弹性)、黏壶(黏性)和塑性体(塑性)单元的本构关系来描述材料的基本力学性能.之后,将宾厄姆模型作为基本模型按照分形理论进行迭代,通过求解得到描述材料在各种载荷作用下的力学(弹黏塑性)反应.最后,为了验证该建模方法及其求解结果的可靠性,在钢、板岩、煤、红砂岩和盐岩五种不同分形结构的材料上进行了循环载荷实验.将实验结果与求解结果进行比较,表明所建立的模型能够有效地描述材料的弹黏塑性性能.; 李德建祁浩张鸣原霍君豪刘江硕饶远昊

考虑基质吸力的非饱和土弹黏塑性本构模型: 2024年; 为了描述可控基质吸力下的非饱和土时效变形特征,提出一种考虑非饱和土基质吸力影响的弹黏塑性本构模型。新模型借鉴BBM模型对压缩特征曲线进行修正,给出非饱和土的压缩指数与基质吸力的关系函数,并将该指数引入到能描述土体超固结的下负荷模型,得到非饱和土的修正下负荷面;又以该下负荷面为参考屈服面,利用相对应力关系,建立了非饱和超固结土的弹黏塑性本构模型,并通过非饱和的三轴率敏性试验确定新模型中两个时效参数m′和c_(0)。结果表明:①模型能较好地表征非饱和土超固结比、基质吸力对其变形特征的影响;②由非饱和土的三轴率敏性试验确定的模型参数能较好地模拟其蠕变等时效变形。; 彭乙芹罗磊罗光财王智超; 关键词：非饱和土蠕变

适用于正常和超固结黏土的弹黏塑性动态边界面本构模型: 刘飞

基于弹黏塑性模型的软土路基长期沉降分析与预测研究被引量：3: 2023年; 针对软土路基蠕变及沉降计算问题,基于殷建华弹黏塑性模型,以实际工程应用角度切入对该模型进行了分析改进。利用有限元软件ABAQUS中用户自定义本构程序开发接口UMAT对该模型进行二次开发,并通过模拟试验验证了该模型及开发工作的正确性。以广东省中开高速软基段为工程实例,利用弹黏塑性本构模型子程序及有限元方法进行数值模拟计算。研究结果表明:经过改进的弹黏塑性模型能够更加符合实际的描述软土路基黏土体的蠕变特征,本弹黏塑性模型及相关开发在工程应用上可行,操作性较高。可以利用本弹黏塑性本构子程序对软黏土路基进行快速、准确的沉降预测。为软黏土路基的沉降计算提供了新的途径和方法。; 李帅王俊飞王海丰; 关键词：软土路基弹黏塑性模型二次开发

考虑时间效应的超固结非饱和土弹黏塑性本构模型及其验证被引量：2: 2023年; 时间效应对超固结非饱和土的力学和变形特性影响较大,建立考虑时间效应的超固结非饱和土弹黏塑性本构模型,对于准确分析超固结非饱和土时间相依变形特性具有重要意义。以超固结土统一硬化模型为基础框架,建立了一个同时考虑固结度、基质吸力、时间效应的超固结非饱和土弹黏塑性本构模型。首先,根据超固结土弹塑性变形特性,引入统一硬化参数对一维弹黏塑性本构模型进行修正,建立了连续加载条件下超固结土弹黏塑性本构模型;其次,采用非饱和土巴塞罗那模型屈服面,结合过应力理论,建立了考虑时间效应和基质吸力影响的弹黏塑性模型。与巴塞罗那模型相比,额外引入了与时间效应相关的黏滞系数。模型验证和试验数据对比结果表明,该模型能够合理地预测超固结非饱和土时间相依变形特性。; 苏彦林蔡国庆刘祎单冶鹏李舰; 关键词：超固结非饱和土基质吸力弹黏塑性

基于率相关热弹黏塑性本构模型的沥青混合料车辙预估: 随着我国高速公路事业的飞速发展,一些初期修建的沥青路面由于车辙病害等多种路面病害的影响已逐渐进入到需要被维修养护的阶段。沥青路面的车辙作为我国高速公路沥青路面的主要病害之一,极大地影响着公路行车安全和驾驶舒适性,严重时还...; 欧阳睿; 关键词：热力耦合

连铸坯实测反问题热弹黏塑性建模与分析被引量：4: 2021年; 为了研究连铸板坯的传热和力学特征,通过建立考虑蠕变的铸坯热弹黏塑性全尺寸有限元数值模型,以实测温度和传热反问题获得的热流为依据,计算和探讨了结晶器内铸坯的传热、应力和应变行为。结果表明,弯月面下100~200 mm铸坯表面承受拉应力,宽面距角部40~90 mm的偏角部区域温度较高,坯壳厚度也较薄,距角部约400 mm处温度相对较低,收缩量及应力应变较大。窄面近角部区域的应力和应变总体上低于宽面,距角部越近,窄面铸坯表面的应变越高。偏角部区域坯壳厚度、应力、应变的非均匀性及存在的过大差异,是探讨近角部裂纹成因需要考虑的重要因素。; 赵子豪赵子豪蔡来强王旭东王旭东; 关键词：有限元板坯连铸

考虑非Darcy渗流的砂井地基弹黏塑性固结分析被引量：3: 2021年; 为进一步研究饱和软黏土的砂井固结机制,采用Hansbo渗流方程描述渗流速度与水力梯度之间的非线性关系,同时引入考虑时间效应的统一硬化(UH)本构模型描述土体的弹黏塑性变形,重新推导理想砂井地基固结方程,给出隐式有限差分法求解的离散格式,并编制相应的Fortran计算程序.通过与已有砂井地基非线性固结解析解的对比,证明了求解方法的有效性.随后,探讨UH模型参数及Hansbo渗流参数对砂井地基弹黏塑性固结的影响规律.结果表明:土体主、次固结耦合机制是引起固结初期超孔隙水压力升高的主要原因,而且土体的黏滞性和渗流的非达西特性延缓了固结中后期砂井地基中孔隙水压力的整体消散.另外,在流变固结后期,增大渗透指数将加快固结进程.; 刘忠玉徐传永朱新牧张家超夏洋洋; 关键词：饱和软黏土砂井地基弹黏塑性固结度

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