基于弹黏塑性本构模型的旋转硬化规律 被引量：5

1

作者 但汉波 王立忠 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期184-192,共9页

为更好地反映原状K0固结软土的变形特性,在已建立的考虑软土初始诱发各向异性的弹黏塑性模型基础上,进一步研究软土的旋转硬化规律。通过分析土体在等向固结过程中的黏塑性体积变化,推导表征黏土各向异性演化速率的旋转硬化参数b的理论... 为更好地反映原状K0固结软土的变形特性,在已建立的考虑软土初始诱发各向异性的弹黏塑性模型基础上,进一步研究软土的旋转硬化规律。通过分析土体在等向固结过程中的黏塑性体积变化,推导表征黏土各向异性演化速率的旋转硬化参数b的理论表达式,便于实际应用。针对浙江温州原状软黏土进行三轴不排水压缩和拉伸剪切试验,分析K0固结温州软黏土的应变率效应以及旋转硬化规律对其受力变形性状的影响。对比分析试验结果与模型计算结果,验证模型及旋转硬化规律的有效性和适用性。 展开更多

关键词 土力学 软黏土 K0固结 弹黏塑性模型 应变率相关 旋转硬化

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基于统一硬化参数的旋转硬化模型 被引量：3

2

作者 姚仰平 万征 冯兴 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2008年第8期10-13,20,共5页

为反映应力诱导各向异性特性,在统一硬化模型以及超固结土模型的基础上,结合屈服面的旋转硬化机制,将以往只反映等向硬化机制的模型推广为混合硬化模型。分别对黏土的排水应力路径以及砂土的不排水应力路径的应力-应变关系进行预测。结... 为反映应力诱导各向异性特性,在统一硬化模型以及超固结土模型的基础上,结合屈服面的旋转硬化机制,将以往只反映等向硬化机制的模型推广为混合硬化模型。分别对黏土的排水应力路径以及砂土的不排水应力路径的应力-应变关系进行预测。结果表明:所提模型不仅能较好地描述黏土材料在循环加载条件下的应力-应变关系;同时,对于不同初始条件下的饱和砂土在循环加载条件下的应力-应变关系也能作出合理预测,验证了所提模型的合理性。 展开更多

关键词 统一硬化模型 超固结土 旋转硬化

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K0固结结构性软黏土的旋转硬化规律研究 被引量：13

3

作者 王立忠 沈恺伦 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期863-872,共10页

从Wheeler等S-CLAY1本构模型出发,在软黏土结构性和塑性各向异性性状前期研究成果的基础上,综合考虑软黏土的塑性各向异性、结构性及其演化规律,将传统本构模型发展为更适用于K0固结结构性软黏土的本构模型。在考虑土体结构性及其演化... 从Wheeler等S-CLAY1本构模型出发,在软黏土结构性和塑性各向异性性状前期研究成果的基础上,综合考虑软黏土的塑性各向异性、结构性及其演化规律,将传统本构模型发展为更适用于K0固结结构性软黏土的本构模型。在考虑土体结构性及其演化的基础上,进一步研究土体塑性各向异性及其演化规律,引入旋转极限曲线的概念,通过增加一个表征软黏土各向异性演化速率的参数b,分析旋转硬化对K0固结结构性软黏土受力变形性状的影响,各向异性的初始值则可由常规试验参数获得。选取典型的浙江温州软黏土和Bothkennar软黏土,对比K0固结三轴压缩和三轴拉伸的计算和试验结果,揭示结构性软黏土屈服面旋转硬化的规律,同时对旋转演化速率参数的取值方法和取值范围进行研究。 展开更多

关键词 软黏土 结构性 K0固结 塑性各向异性 旋转硬化

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旋转硬化与统一硬化参量在修正剑桥模型中的应用 被引量：4

4

作者 孔亮 惠治鑫 王燕昌 《宁夏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2008年第2期139-143,共5页

针对修正剑桥模型不能模拟土体剪胀性、应力路径转折时土体的应力应变特性以及应力引起的各向异性,将旋转运动硬化理论引入到修正剑桥模型中,给出了椭圆屈服面的旋转运动硬化机制,把等向硬化的修正剑桥模型扩展为旋转运动硬化模型.同时... 针对修正剑桥模型不能模拟土体剪胀性、应力路径转折时土体的应力应变特性以及应力引起的各向异性,将旋转运动硬化理论引入到修正剑桥模型中,给出了椭圆屈服面的旋转运动硬化机制,把等向硬化的修正剑桥模型扩展为旋转运动硬化模型.同时,为了能够反映砂土和超固结土的剪胀等本构特性,用统一硬化参量H代替修正剑桥模型中的等向硬化参数—塑性体积应变pvε,建立了一个新的基于旋转硬化与统一硬化参量的改进的修正剑桥模型.对修正剑桥模型、旋转运动硬化修正剑桥模型和新模型进行了定性对比,结果表明,新模型不但能够反映应力路径转折时土体的特性,也能描述土体的剪缩和剪胀. 展开更多

关键词 修正剑桥模型 旋转运动硬化 应力路径转折 统一硬化参量 循环加载

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不同应力路径下旋转硬化方程的统一表示及验证

5

作者 张浩 吴志鸿 +1 位作者 张峰 戴自航 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2018年第6期39-45,共7页

在收集到的大量试验数据的基础上,结合旋转硬化表达式,提出一个适用于不同应力路径下的旋转硬化表达式,该公式中共有两个参数,通过理论分析得到这两个参数的确定方法。将该公式导入修正剑桥模型来模拟土体在不同加载路径下的应力应变行... 在收集到的大量试验数据的基础上,结合旋转硬化表达式,提出一个适用于不同应力路径下的旋转硬化表达式,该公式中共有两个参数,通过理论分析得到这两个参数的确定方法。将该公式导入修正剑桥模型来模拟土体在不同加载路径下的应力应变行为,将模拟结果与试验结果进行对比,结果显示,采用该旋转硬化表达式的各向异性本构模型得到的结果与试验结果均吻合较好,从而验证了该旋转硬化表达式的合理性。 展开更多

关键词 旋转硬化 应力路径 统一表示 本构模型

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基于旋转运动硬化理论的修正剑桥模型的改进 被引量：2

6

作者 孔亮 惠治鑫 王燕昌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期124-128,共5页

修正剑桥模型是最早建立和得到广泛承认的经典土体弹塑性模型之一,但不能模拟应力路径转折时土体的应力-应变特性以及应力引起的各向异性。将旋转运动硬化理论引入到剑桥模型中,给出了椭圆屈服面的旋转运动硬化机制,在不增加任何模型参... 修正剑桥模型是最早建立和得到广泛承认的经典土体弹塑性模型之一,但不能模拟应力路径转折时土体的应力-应变特性以及应力引起的各向异性。将旋转运动硬化理论引入到剑桥模型中,给出了椭圆屈服面的旋转运动硬化机制,在不增加任何模型参数的情况下,把等向硬化的修正剑桥模型扩展为旋转运动硬化模型。扩展的新模型既保留了单调加载时的等向硬化的特性,又能反映应力路径转折时土体的本构特性与应力诱发的各向异性,初步验证了模型的有效性。 展开更多

关键词 旋转运动硬化 修正剑桥模型 应力转折 各向异性 本构模型 屈服面

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土的统一硬化模型及其发展 被引量：10

7

作者 姚仰平 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2008年第8期1-5,共5页

土的统一硬化模型是以修正剑桥模型为理论基础,以采用统一硬化参数使其简明反映土的剪胀性、以采用变换应力方法使其合理反映土的三维特性为标志性特征,可针对不同类型土的特性,通过对统一硬化参数作适当调整,来建立与其相应的模型。统... 土的统一硬化模型是以修正剑桥模型为理论基础,以采用统一硬化参数使其简明反映土的剪胀性、以采用变换应力方法使其合理反映土的三维特性为标志性特征,可针对不同类型土的特性,通过对统一硬化参数作适当调整,来建立与其相应的模型。统一硬化模型被发展为黏土和砂土的统一硬化模型、统一硬化超固结土模型、统一硬化K0超固结土模型、考虑砂土软化的模型、考虑土的材料各向异性的模型等十余种模型。这些模型能分别描述土的剪缩、剪胀、硬化、软化、超固结性、初始应力各向异性、材料各向异性、结构性、蠕变压缩和渐进状态等特性以及大应力条件下颗粒破碎和循环加载条件下土的变形特性等。 展开更多

关键词 统一硬化模型 统一硬化参数 变换应力 超固结 各向异性 结构性 旋转硬化 蠕变 破碎 渐进状态

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基于RIK硬化模型的柔性辊弯成形仿真研究 被引量：2

8

作者 龙睿芬 韩飞 刘继英 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期44-50,共7页

针对柔性辊弯成形过程中板材反复加载、卸载的复杂成形工艺特点,采用Fortran语言对ABAQUS用户子程序VUMAT进行二次开发,对考虑交叉硬化效应和包辛格效应的材料非线性旋转运动(Non-linear Rotationaland Kinematic,RIK)硬化模型进行有限... 针对柔性辊弯成形过程中板材反复加载、卸载的复杂成形工艺特点,采用Fortran语言对ABAQUS用户子程序VUMAT进行二次开发,对考虑交叉硬化效应和包辛格效应的材料非线性旋转运动(Non-linear Rotationaland Kinematic,RIK)硬化模型进行有限元程序实现,并利用动力显示ABAQUS/Explicit对柔性辊弯成形过程进行数值模拟。分析了材料RIK硬化模型对该成形过程应力应变的影响规律,并建立柔性辊弯成形起皱临界应力解析模型,探讨了板材的材料参数以及成形工艺参数对失稳起皱的影响。结果表明,非线性旋转运动硬化模型能够很好地体现柔性辊弯成形过程的工艺特点以及皱曲现象。 展开更多

关键词 非线性旋转运动硬化模型 柔性辊弯成形 有限元模拟 VUMAT子程序 皱曲

原文传递

考虑颗粒破碎的动力UH模型 被引量：14

9

作者 姚仰平 万征 陈生水 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1036-1044,共9页

在已发展的考虑颗粒破碎效应的静力UH本构模型基础上,采用变换应力方法,将原模型拓展为适用于无黏性土的动力统一硬化模型(DUH模型)。具体做法:①针对静力模型中屈服面形状随当前应力状态变化而改变的现状,采取含有p变换的变换应力方法... 在已发展的考虑颗粒破碎效应的静力UH本构模型基础上,采用变换应力方法,将原模型拓展为适用于无黏性土的动力统一硬化模型(DUH模型)。具体做法:①针对静力模型中屈服面形状随当前应力状态变化而改变的现状,采取含有p变换的变换应力方法,将原真实应力空间中变化的屈服面变换为变换应力空间中的椭圆屈服面;②采用旋转硬化规则,在变换应力空间中椭圆的位置以及形状由旋转轴来确定,并建立了一并考虑等向硬化以及旋转硬化的混合硬化参数;③在变换应力空间中,参考屈服面与当前屈服面之间通过应力比参数R来建立联系。模型参数较少。通过3种不同岩土材料在高围压下的单调以及循环加载试验结果的比较,验证了所提DUH模型的合理性。 展开更多

关键词 颗粒破碎 本构模型 岩土材料 旋转硬化 循环加载

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循环荷载下软黏土的各向异性边界面模型 被引量：11

10

作者 黄茂松 刘明 柳艳华 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期188-193,200,共7页

在各向同性边界面理论框架中,通过引入各向异性张量,提出了适用于描述循环荷载作用下软黏土各向异性的边界面本构模型。本模型通过初始固结应力状态确定各向异性张量的初始值,并通过各向异性张量的旋转硬化准则反映循环荷载作用下各向... 在各向同性边界面理论框架中,通过引入各向异性张量,提出了适用于描述循环荷载作用下软黏土各向异性的边界面本构模型。本模型通过初始固结应力状态确定各向异性张量的初始值,并通过各向异性张量的旋转硬化准则反映循环荷载作用下各向异性的演化。同时,在映射准则中,将映射中心由固定改为可移动,以反映循环荷载作用下土体的滞回特性。从而将一般边界面模型扩展,使其可描述复杂应力状态下饱和软黏土的动力特性。通过与上海软黏土的室内循环三轴试验结果以及文献中相关试验结果的比较,验证了所提出的本构模型的合理性。 展开更多

关键词 循环荷载 各向异性 边界面模型 旋转硬化 映射中心

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循环荷载作用下饱和软土的各向异性边界面模型 被引量：5

11

作者 杨召焕 王建华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期63-71,共9页

在临界状态弹塑性力学的框架内,建立了可以考虑循环荷载作用下各向异性对饱和软土力学特性影响的边界面塑性模型。该模型采用非关联的流动法则,引入了反映土体各向异性的内变量,利用该内变量的初始值描述初始各向异性,采用一种理论更为... 在临界状态弹塑性力学的框架内,建立了可以考虑循环荷载作用下各向异性对饱和软土力学特性影响的边界面塑性模型。该模型采用非关联的流动法则,引入了反映土体各向异性的内变量,利用该内变量的初始值描述初始各向异性,采用一种理论更为严谨、模型参数确定更为恰当的旋转硬化法则描述循环加载过程中各向异性的演化,利用更新映射中心的径向映射法则和与塑性偏应变路径长度有关的塑性模量插值规律,保证模型能够模拟循环加载时应力-应变响应的非线性、滞回性、应变累积性等基本特性,解释了模型参数的物理意义和确定方法,特别是给出了一种合理确定描述土体初始各向异性状态变量方法。通过文献中等压固结和偏压固结饱和黏土的循环三轴试验结果与模型预测结果的对比验证了模型的合理性。 展开更多

关键词 软黏土 循环荷载 各向异性 旋转硬化 边界面模型

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论土体本构关系对应力路径的依赖性 被引量：5

12

作者 王靖涛 周葆春 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期2669-2674,共6页

在进行不同应力路径下黏土和砂土的三轴压缩试验的基础上,根据塑性体应变与塑性剪应变之间的相互作用原理,在理论上证明,岩土塑性变形对应力路径的依赖性确实是存在的,并且它是塑性体应变与塑性剪应变相互作用的综合表现;应力路径相关... 在进行不同应力路径下黏土和砂土的三轴压缩试验的基础上,根据塑性体应变与塑性剪应变之间的相互作用原理,在理论上证明,岩土塑性变形对应力路径的依赖性确实是存在的,并且它是塑性体应变与塑性剪应变相互作用的综合表现;应力路径相关性不仅包括压硬性效应,而且还包括剪胀性。3种不同应力路径下黏土和砂土的三轴压缩试验结果表明,剪切和体积屈服面随应力路径变化而发生整体转动,同时伴随着应力空间中屈服面尺寸的变化;这种现象称为旋转硬化;对在循环荷载或大应力转折条件下屈服面发生旋转的机制进行分析,阐明这种旋转硬化是应力路径影响的结果,其本质上是塑性体应变与塑性剪应变相互作用的反映。 展开更多

关键词 岩土力学 土体本构关系 应力路径相关性 相互作用原理 循环荷载 旋转硬化

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土体边界面模型在ABAQUS软件中的研发与验证 被引量：3

13

作者 钦亚洲 孙钧 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1318-1322,共5页

天然土体一般都处于偏压固结状态,存在着初始各向异性.即使是等压固结土体,在其后的偏压加载过程中,也会产生应力诱发各向异性.土体各向异性对其强度、变形及屈服面倾向都会产生影响.Wheeler弹塑性模型采用旋转硬化来描述土体的各向异性... 天然土体一般都处于偏压固结状态,存在着初始各向异性.即使是等压固结土体,在其后的偏压加载过程中,也会产生应力诱发各向异性.土体各向异性对其强度、变形及屈服面倾向都会产生影响.Wheeler弹塑性模型采用旋转硬化来描述土体的各向异性.在Wheeler模型的基础上,结合边界面理论,将Wheeler模型拓展为各向异性边界面模型.模型采用ABAQUS软件的UMAT子程序接口,通过隐式积分算法(图形返回算法)编程实现.采用本模型对高岭土三轴不排水剪切试验进行了模拟,并与试验结果作了对比验证.结果表明:模型能够合理描述具有初始各向异性土体的应力应变行为、孔压曲线及应力路径,并能反映偏压加载下的应力诱发各向异性;模型既可适用于模拟正常固结土,也适用于对中等超固结土的模拟. 展开更多

关键词 超固结土 土体各向异性 土体边界面模型 UMAT子程序 旋转硬化法则

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动力UH模型

14

作者 姚仰平 万征 秦振华 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2010年第4期55-59,共5页

针对砂土在动力荷载作用下所表现出的应力诱导各向异性,以改进后的UH超固结土模型为基础,采用旋转硬化规则将其扩展为可考虑与砂土应力应变关系的动本构模型。主要改进有3方面:(1)将形状固定的椭圆屈服面改变为可变屈服面,椭圆的形状由... 针对砂土在动力荷载作用下所表现出的应力诱导各向异性,以改进后的UH超固结土模型为基础,采用旋转硬化规则将其扩展为可考虑与砂土应力应变关系的动本构模型。主要改进有3方面:(1)将形状固定的椭圆屈服面改变为可变屈服面,椭圆的形状由β来刻画,而β本身是椭圆旋转轴的大小,表示应力诱导各向异性程度的大小;(2)引入旋转硬化规则,使椭圆屈服面可围绕原点旋转以反映反向加载条件下的本构响应;(3)对统一硬化参数进行了修正,首先对潜在强度公式增加了一个参数α用来调节超固结应力比参数R对于潜在强度值的影响,其次针对应力诱导各向异性建立起能反映旋转硬化与等向硬化相协调的扩展统一硬化参数。模型预测与试验结果的对比以及有限元模拟表明:提出的动力统一硬化(DUH)模型能够简单、合理的描述与砂土在动力载荷下的本构关系,验证了所提模型的合理性。 展开更多

关键词 应力诱导各向异性 旋转硬化 动本构 砂土

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天然软黏土屈服面及流动法则试验研究 被引量：13

15

作者 沈恺伦 王立忠 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期119-127,共9页

天然沉积的软黏土往往具有结构性和塑性各向异性，通过对K固结温州软黏土的19组三轴排水应力路径试验和4组三轴不排水剪切试验的研究，揭示典型结构性软黏土的屈服特性和屈服后的塑性流动特征。试验研究表明在各种三轴应力路径下，天然... 天然沉积的软黏土往往具有结构性和塑性各向异性，通过对K固结温州软黏土的19组三轴排水应力路径试验和4组三轴不排水剪切试验的研究，揭示典型结构性软黏土的屈服特性和屈服后的塑性流动特征。试验研究表明在各种三轴应力路径下，天然软黏土的应力应变曲线均表现出明显的结构屈服特征和塑性各向异性。典型的天然结构性软黏土的初始屈服面在p’～q平面上呈现出倾斜椭圆的形状，可以采用Wheeler等建议的屈服面方程描述，而屈服后塑性流动方向基本符合正交流动法则。同时对温州软黏土在较大等向应力作用下屈服面的旋转作了试验研究，试验结果揭示了该过程中原有的塑性各向异性逐渐消失、土体呈现出塑性各向同性性状的规律，表明天然软黏土具有明显的旋转硬化规律，而后继塑性变形符合正交流动法则。 展开更多

关键词 软黏土 结构性 塑性各向异性 屈服面 塑性流动 旋转硬化

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循环荷载下非饱和土的各向异性弹塑性双面模型 被引量：1

16

作者 李潇旋 李涛 +1 位作者 李舰 张涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期3758-3766,共9页

在BBM模型及弹塑性双面模型的基础上,建立一个在静态及循环荷载作用下考虑非饱和土各向异性的弹塑性双面模型。在模型中引入反映各向异性的硬化参量,通过各向异性参量的初始值来反映初始各向异性,利用旋转硬化法则来描述循环加载过程中... 在BBM模型及弹塑性双面模型的基础上,建立一个在静态及循环荷载作用下考虑非饱和土各向异性的弹塑性双面模型。在模型中引入反映各向异性的硬化参量,通过各向异性参量的初始值来反映初始各向异性,利用旋转硬化法则来描述循环加载过程中各向异性的变化规律。模型含有一个边界面和一个加载面,二者在应力空间中按照等向硬化、运动硬化以及旋转硬化法则来进行演化。同时,采用径向映射法则和移动的记忆中心来反映非饱和土的循环塑性特征。通过与相关试验数据的比较,模型可以较好地反映循环荷载下非饱和土的各向异性以及动态力学特征。 展开更多

关键词 土力学 非饱和土 各向异性 旋转硬化 循环荷载 双面模型

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