基于非关联流动法则的滑移线场及上限法研究

当前岩土材料的滑移线场理论及上限法中都广泛采用经典塑性理论中的关联流动法则,由此得出应力特征线与速度滑移线一致的结论。而试验得知,岩土材料并不服从关联流动法则,因而应力特征线与速度滑移线不可能重合。文章分析了基于关联流动法则的滑移线场及上限法中存在的问题,根据广义塑性理论推导了基于非关联流动法则的滑移线场及上限法,消除了现行滑移线场理论及上限法理论中的种种矛盾。     

一个新的D-P类准则及其应用

基于Mohr Coulomb(M-C)准则及平面应变条件，建立了非关联流动法则的D-P准则.该准则引入了塑性体积应变，所求的塑性体积应变增量和M-C准则相等，在π平面上，当应力罗德角小于零时，建议的D-P准则与以往的外角外接圆及内切圆相比，能更好地反映土体应力应变的实际特性.在边坡稳定分析中，相比其他D-P类准则，建议的D-P准则计算得到的边坡稳定安全系数与条分法结果十分吻合.在地基极限荷载的求解上，所得的极限荷载与滑移线场与Prandtl理论解趋于一致.     

双圆锥屈服准则理论及其工程应用

引入相似角并利用非关联流动法则,在空间状态下基于M-C准则导出一种新的屈服准则——双圆锥准则．该准则与M-C准则所得的塑性体应变增量完全相等,其特定的12条子午线与M-C准则等效,并体现了中间应力对屈服的影响．把双圆锥准则与有限元强度折减系数法结合,通过对c、φ的等效替换,利用ANSYS通用程序进行边坡稳定分析,所得结果与极限平衡法吻合良好．     

一种新的弹塑性本构矩阵及应用

利用非关联流动法则,在空间状态下基于M—C准则导出一种新的屈服准则以及相应的弹塑性本构关系,该屈服准则与M—C准则所得的塑性体应变增量完全相等,并体现了中间应力σ2对屈服的影响．并把新准则与其他准则在理论上进行了分析、比较．最后把本文提出的新准则与有限元强度折减系效法结合起来,通过对c、φ的等效替换,利用ANSYS通用程序进行边坡稳定分析,所得结果与极限平衡法吻合良好．     

非关联流动极限分析中的变分原理

本文对服从非关联流动法则下的刚塑性极限分析问题,提出了参数势能变分原理和参数广义变分原理.它们适用于岩土类工程材料的极限分析问题.文中还以Mohr-Coulomb 准则为例分析了挡土墙主动土压力问题.     

平面应变金属流动的滑移线场分析

本文介绍用滑线场法分析平面应变金属流动,并引用计算机编制软件进行计算机辅助设计,用来解决对称情况下,任意形状的模具之间的二维塑性流动模式,列举了滑移线网格、速度场和主应力计算框图及其图形与各种研究塑性成形力学问题的方法比较,滑移线场法的主要优点在于能求出塑性区内各点的应力状态和金属质点流动速度.     

有限元法中非关联流动条件下刚度矩阵的存储方式及平衡方程求解

岩土材料本构常采用非关联的流动法则,在有限元计算中其整体刚度矩阵存储和平衡方程求解都异于常规方法,依据非关联流动法则下有限元方法的特点,建议了相应的整体刚度矩阵的存储方式以及平衡方程的求解方法.使用和常规有限元相同的指示矩阵实现了对刚度矩阵的一维压缩存储,在平衡方程求解过程中,通过判断元素是否在＂存储有效区＂进行了刚度矩阵元素的分解和存储.此方法在常规有限元方法基础上进行了较少的修改,执行程序方便,节省存储空间.文末给出了相关的程序.     

岩土材料滑移线场理论中的应力间断线

根据非特征线应力边界条件的显示解析表达式，明确给出了岩土材料滑移线场理论中应力间断线上的应力条件，应力间断值及其位置，使得锐角楔体极限荷载等问题的求解更简单，更方便。     

孔隙材料宏观塑性模型及其研究进展

围绕孔隙材料宏观塑性模型,对其流动法则及非关联势进行了推导。分析评价了孔隙材料主流宏观塑性模型并列举了国内外应用实例。     

弹塑性流动法则的一般形式

采用泰勒级数展开式导出了弹塑性流动法则的一般形式.这种关系式可考虑在弹性阶段和塑性阶段分别采用不同的形式.当采用相同形式时,即可获得耦合材料的流动关系式.当为非耦合材料时即为通常的正交流动法则.     

The study of slip line field and upper bound method based on associated flow and non associated flow rules

At present, associated flow rule of traditional plastic theory is adopted in the slip line field theory and upper bound method of geotechnical materials. So the stress characteristic line conforms to the velocity line. It is proved that geotechnical materials do not abide by the associated flow rule. It is impossible for the stress characteristic line to conform to the velocity line. Generalized plastic mechanics theoretically proved that plastic potential surface intersects the M-C yield surface with an angle, so that the velocity line must be studied by non-associated flow rule. According to limit analysis theory, the theory of slip line field is put forward in this paper, and then the ultimate bearing capacity of strip footing is obtained based on associated flow rule and the non-associated flow rule individually. These two results are identical since the ultimate bearing capacity is independent of flow rule. On the contrary, the velocity fields of associated and non-associated flow are different which shows the velocity field based on the associated flow rule is incorrect.     

固定边界圆柱孔扩张问题的弹塑性解

文章基于平面轴对称的圆孔扩张理论,建立了非相关流动Mohr-Coulomb屈服准则的固定外边界条件下圆孔扩张问题弹塑性解析解,得到了弹性和塑性极限状态下的承载力和位移的计算公式.针对固定边界圆柱孔扩张问题的塑性区发展以及内外孔径比对弹性和塑性极限承载力的影响效果进行了分析研究,结果表明,内外孔径比的变化对弹性和塑性极限...     

滑移线法的研究及应用

在许多塑性变形情况下，速度场比较容易用解析法获得。因此利用滑移线场和速度场的相似性，不难用解析法得到滑移线场。利用它可以得到结构或工艺过程的极限载荷。本方法计算方便，而且容易提高计算精度。     

楔体极限荷载的统一滑移线解及其在岩土工程中的应用

采用俞茂宏统一强度理论和统一滑移线场理论对拉压异性楔体的极限荷载进行了分析,得到了统一滑移线解,以往的经典塑性力学的解均为文中解的特例利用此解可合理地得出不同材料的相应解,并能考虑材料的拉压异性和中间主应力效应文中还探讨了所得统一解在岩土工程中的应用     

非线性破坏准则下法向受力条形浅锚抗拔力上限计算方法

在上限定理、相关联流动法则基础上,根据非线性破坏准则对法向受力条形浅锚极限抗拔力上限进行计算,其方法是:通过"切线法"引进变量,把锚板上填土的非线性抗剪强度指标ct和φt作为变量参数,对锚板上部填土建立含有变量的速度场,根据外力功率与内部耗能相等原理获得极限抗拔力的目标函数与约束条件;基于MATLAB软件平台,利用"序列二次规划算法"对该问题进行优化求解.计算结果表明:当非线性破坏准则变为线性破坏准则时,计算结果与实际结果相符;非线性参数对锚板的极限抗拔力有重要影响,对非线性岩土体进行线性简化不利于正确评价抗拔基础的承载性能,恰当引入岩土体破坏准则的非线性更加符合工程实际;提高岩土抗剪强度,加大锚板埋深,提高锚板板面粗糙度和锚板倾斜埋置均有利于提高法向受力浅埋条锚基础抗拔承载力.     

恒荷载下结构极限分析的弹性模量缩减法

基于塑性极限分析的基本原理,提出一种考虑恒荷载效应的结构极限承载力分析的弹性模量缩减法.利用线弹性有限元迭代计算求解活荷载的极限值,并且在每一步迭代计算中将恒荷载视为伪活荷载,并和活荷载一起按比例增加.结合能量守恒原理和广义屈服准则建立离散单元弹性模量的调整策略,提出了结构广义承载空间中的活荷载极限值的迭代求解格式.在...     

基于HSV颜色模型的二维流场可视化

为解决流场图像流速大小和流动方向的显示问题,在线积分卷积(LIC)算法的基础上,结合HSV颜色模型,提出一种新的二维流场可视化方法.该方法将流场速度方向映射为色度,将流速大小映射为饱和度,将LIC值与亮度关联起来,从而合成新的流场可视化图像.新的流场图像不仅保留了LIC图像高分辨率的流线纹理特征,而且还展现了流速大小和流动方向.目前该方法已经成功应用于二维爆炸流场的可视化.实验结果表明,该方法可以有效改善流场的可视化效果.