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基于统一硬化参数的深海能源土本构模型 被引量：4
1
作者 刘锐明 袁庆盟 +2 位作者 孔亮 李凯 董彤 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期811-818,共8页
深海能源土是指含天然气水合物(俗称“可燃冰”)的深海沉积物,其本构特性的模拟对可燃冰的安全开采至关重要。首先分析了水合物对能源土强度、剪胀和软化等力学特性的影响机理,水合物饱和度越大,对能源土力学特性影响越显著。然后在修... 深海能源土是指含天然气水合物(俗称“可燃冰”)的深海沉积物,其本构特性的模拟对可燃冰的安全开采至关重要。首先分析了水合物对能源土强度、剪胀和软化等力学特性的影响机理,水合物饱和度越大,对能源土力学特性影响越显著。然后在修正剑桥模型的基础上,通过引入水合物的饱和度和统一硬化参数来修正屈服函数,以反映水合物对能源土强度、剪胀、软化等特性的影响,建立了能考虑天然气水合物胶结作用形成及退化影响的深海能源土弹塑性本构模型,推导了相应的弹塑性矩阵。最后,通过模拟结果与已有能源土三轴试验数据对比分析,表明模型能很好地预测能源土强度、剪胀和软化等特性,验证了模型的合理性和有效性。 展开更多
关键词 统一硬化参数 天然气水合物 能源土 弹塑性本构模型
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结构性超固结土的统一硬化模型 被引量：5
2
作者 侯伟 姚仰平 牛雷 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2008年第8期14-16,58,共4页
统一硬化超固结土模型是在下加载面和剑桥模型理论框架下,提出的能够描述超固结土的剪缩、剪胀、硬化和软化特性的简单、实用的模型。它通过将与土的结构性有关的参数引入到超固结土模型中,来建立结构性超固结土模型。与剑桥模型相比,... 统一硬化超固结土模型是在下加载面和剑桥模型理论框架下,提出的能够描述超固结土的剪缩、剪胀、硬化和软化特性的简单、实用的模型。它通过将与土的结构性有关的参数引入到超固结土模型中,来建立结构性超固结土模型。与剑桥模型相比,它只增加了2个材料参数,即伏斯列夫面的斜率Mh和结构性参数α。采用新模型对结构性超固结土的应力-应变关系进行预测的结果表明:所建立的结构性超固结土模型基本能够描述结构性超固结土的特性。 展开更多
关键词 结构性 超固结土 统一硬化模型 统一硬化参数
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土的统一硬化模型及其发展 被引量：10
3
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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考虑深海能源土结构性的统一硬化模型 被引量：4
4
作者 袁庆盟 孔亮 +1 位作者 刘锐明 林星宇 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第32期64-70,共7页
从定性和定量两方面对能源土的力学行为进行描述和计算,是高效安全开发天然气水合物资源的重要前提。基于结构性突变屈服破坏机理,可认为能源土结构性突变前为弹性变形,突变后为弹塑性变形。在统一硬化模型(UH模型)的框架下,引入结构性... 从定性和定量两方面对能源土的力学行为进行描述和计算,是高效安全开发天然气水合物资源的重要前提。基于结构性突变屈服破坏机理,可认为能源土结构性突变前为弹性变形,突变后为弹塑性变形。在统一硬化模型(UH模型)的框架下,引入结构性屈服压力;采用统一硬化参数和关联流动法则,构建了一个可以考虑能源土结构性的本构模型。相对于UH模型,改进的模型只增加了结构性屈服压力这一个参数,用以反映初始固结压力和水合物饱和度的综合影响。通过模型探讨和试验对比,所提模型能够在定量上吻合能源土的应力-应变关系,能在定性上反映能源土的剪胀特点。 展开更多
关键词 深海能源土 结构性屈服压力 统一硬化模型 统一硬化参数 剪胀性
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一种考虑黏聚强度的改良土弹塑性本构模型 被引量：8
5
作者 孙凯 陈正林 路德春 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1589-1597,共9页
改良土中土颗粒和水化物形成具有一定结构的聚合体而表现出较强的结构性。与重塑正常固结土相比,改良土的结构性更强且具有一定的超固结比。在变形发展过程中,由于聚合体结构逐渐破坏,黏聚强度逐渐损失,土体表现出应变软化的力学特性。... 改良土中土颗粒和水化物形成具有一定结构的聚合体而表现出较强的结构性。与重塑正常固结土相比,改良土的结构性更强且具有一定的超固结比。在变形发展过程中,由于聚合体结构逐渐破坏,黏聚强度逐渐损失,土体表现出应变软化的力学特性。基于适用于超固结重塑黏土的统一硬化模型,引入改良土黏聚强度及其随塑性变形的演化规律,对统一硬化参数进行了修正,并采用更适用于改良土的非关联的流动法则,建立了一个可以较好地描述改良土力学特性的弹塑性本构模型。通过与水泥改良土和石灰改良土的三轴剪切排水试验的结果进行对比,该模型能够较为合理地描述改良土加载过程中黏聚强度损失对其力学特性的影响。黏聚强度的存在导致土体表现出超固结土的特性,当黏聚强度损失时会加剧土体的软化速度。 展开更多
关键词 改良土 结构性 超固结 黏聚强度 剪胀 软化 统一硬化参数
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土体热力学本构模型的改进、验证及有限元分析 被引量：5
6
作者 孔亮 李学丰 赵占兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1595-1601,共7页
首先给出了建立土体弹塑性本构模型的热力学方法的基本思路,它不仅具有紧凑的数学结构,而且能自动满足热力学定律,具有较严密的数学物理基础。随后在简要介绍与分析Collins的热力学土体模型的基础上,针对其硬化定律的不足,引入统一硬化... 首先给出了建立土体弹塑性本构模型的热力学方法的基本思路,它不仅具有紧凑的数学结构,而且能自动满足热力学定律,具有较严密的数学物理基础。随后在简要介绍与分析Collins的热力学土体模型的基础上,针对其硬化定律的不足,引入统一硬化参量对其进行改进,从而将该模型扩展为既能反映砂土剪胀等变形特性,又适用于黏土的统一热力学模型。编制了改进前、后的土体热力学模型的试验验证程序与有限元程序,通过对计算结果的对比分析,初步验证了模型的适应性与有效性。 展开更多
关键词 本构模型 热力学 弹塑性 统一硬化参数 剪胀
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土体热力学模型的改进及三轴试验有限元分析 被引量：1
7
作者 李学丰 孔亮 花丽坤 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期7-12,共6页
基于土体本构模拟的热力学方法,分析了Collins土体热力学本构模型,针对其硬化定律的不足,引入统一硬化参量进行改进,将其扩展为能反映砂土和黏土变形特性的统一热力学模型.运用建立三维临界状态模型的方法将改进模型三维化,并针对常规... 基于土体本构模拟的热力学方法,分析了Collins土体热力学本构模型,针对其硬化定律的不足,引入统一硬化参量进行改进,将其扩展为能反映砂土和黏土变形特性的统一热力学模型.运用建立三维临界状态模型的方法将改进模型三维化,并针对常规三轴实验试样的轴对称变形特点,编制了改进前、后的土体热力学模型的有限元程序.对上海粉细砂常规三轴实验的有限元模拟分析表明模拟与试验变形一致,初步验证了模型的合理性和有效性. 展开更多
关键词 本构模型 热力学 统一硬化参数 有限元
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混凝土材料三维统一硬化/软化弹塑性本构模型 被引量：3
8
作者 路德春 王国盛 杜修力 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期815-828,共14页
混凝土材料的弹塑性本构模型通常采用剪切型屈服面,剪切型屈服面包括两种硬化方式,即黏聚力(c)硬化和摩擦角(?)硬化.目前大多数本构模型都采用c硬化模式,无法反映应力诱导各向异性.本文的屈服函数是由混凝土材料非线性统一强度准则发展... 混凝土材料的弹塑性本构模型通常采用剪切型屈服面,剪切型屈服面包括两种硬化方式,即黏聚力(c)硬化和摩擦角(?)硬化.目前大多数本构模型都采用c硬化模式,无法反映应力诱导各向异性.本文的屈服函数是由混凝土材料非线性统一强度准则发展而来,采用φ硬化模式.基于Sargin提出的单轴压缩应力应变关系,提出一个统一硬化/软化参数,即硬化和软化参数具有相同的表达式.将提出的硬化/软化参数与屈服函数相结合,发展了混凝土材料三维统一硬化/软化弹塑性本构模型.该模型能够统一地描述混凝土的硬化/软化,避免了循环加载中再加载过程中硬化或软化参数的判断,从而增加了计算效率.模型有效地确定了塑性势参数,使得建立的本构模型能够合理地控制混凝土的剪胀.建立了峰值应力对应的等效塑性剪应变与围压的关系,使得建立的模型能够描述混凝土材料的应变软化随围压的变化规律.通过与普通强度和高强混凝土的双轴和真三轴试验结果比较表明,建立的模型能够适用于不同类型的混凝土材料,并且能够合理地描述混凝土材料的变形和强度特性. 展开更多
关键词 混凝土 本构模型 摩擦角硬化模式 统一硬化/软化参数 非关联流动法则
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珊瑚砂颗粒破碎本构模型构建研究
9
作者 杨震霆 蒋敏敏 +1 位作者 李宇 白方威 《水道港口》 2023年第1期103-111,共9页
颗粒破碎是珊瑚砂区别与其他土体的显著特征,文章从珊瑚砂等向压缩试验出发,引入统一硬化参数和考虑颗粒破碎的状态参量,分析珊瑚砂硬化规律;在修正剑桥模型框架下,构建形状参数以反映颗粒破碎和密实度对珊瑚砂屈服面的影响,继而建立了... 颗粒破碎是珊瑚砂区别与其他土体的显著特征,文章从珊瑚砂等向压缩试验出发,引入统一硬化参数和考虑颗粒破碎的状态参量,分析珊瑚砂硬化规律;在修正剑桥模型框架下,构建形状参数以反映颗粒破碎和密实度对珊瑚砂屈服面的影响,继而建立了一个能够考虑颗粒破碎和初始孔隙比的珊瑚砂弹塑性本构模型,并通过与试验数据进行对比,验证了此本构模型的合理性;采用半隐式应力积分算法将所建立的模型进行了UMAT子程序开发,通过与模型计算结果对比后数据吻合良好,验证了此子程序的准确性。 展开更多
关键词 珊瑚砂 等向压缩试验 临界状态 统一硬化参数 UMAT子程序
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基于Hvorslev面的超固结土本构模型 被引量：54
10
作者 姚仰平 侯伟 周安楠 《中国科学（E辑）》 CSCD 北大核心 2007年第11期1417-1429,共13页
基于Hvorslev面、当前屈服面和参考屈服面之间的相互关系,提出潜在强度的概念,并将其与特征状态应力比一起引入到统一硬化参数中来建立超固结土的本构模型.所提出的模型能够反映超固结土的硬化、软化、临界状态、剪缩和剪胀等应力应变... 基于Hvorslev面、当前屈服面和参考屈服面之间的相互关系,提出潜在强度的概念,并将其与特征状态应力比一起引入到统一硬化参数中来建立超固结土的本构模型.所提出的模型能够反映超固结土的硬化、软化、临界状态、剪缩和剪胀等应力应变特性以及应力路径对它的影响,此超固结土模型仅比剑桥模型增加了一个材料参数,即Hvorslev面的切线斜率.通过Fujinomori粘土的常规三轴排水试验结果证明了基于Hvorslev面的超固结土模型能够合理地描述超固结土的基本力学特性,同时还预测了等向压缩条件的应力应变关系和不排水三轴试验条件下的应力路径. 展开更多
关键词 超固结土 当前屈服面 参考屈服面 统一硬化参数 Hvorslev面
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