考虑气相硬化影响的非饱和土本构模型

论述了非饱和土应力状态变量的选择问题, 非饱和土功的表达式表明应当采用广义有效应力、修正吸力和气压三个应力状态变量来描述非饱和土的行为. 随后对非饱和土中三相的变形机制进行了探讨, 通过非饱和土中气相的体变特性的研究, 指出气相的体变与其他两相的变形是相互影响的, 揭示了土中气相的体变和固体-液体一样也可以分为弹塑性两部分, 结合气体的基本定律可以得到气相的压力-体变关系. 考虑气相对土体硬化的影响, 提出了一个各向同性应力作用条件下非饱和土的本构模型, 并对该模型进行了验证, 说明了模型的合理性. 最后给出了一些预测结果并和Wheeler等人给出的预测结果进行了对比分析.     

基于流体动力学理论的颗粒物质本构关系

利用流体动力学(hydrodynamic)方法, 普通固体的弹性理论能自然地推广到颗粒物质, 从而得到一组可用来具体计算包括应力、变形、能量、能流、热产生等所有物理量在内的完备偏微分方程. 特别地, 它们能确定具有重要工程意义、至今尚未完全建立的颗粒物质本构关系. 本文具体推导了这个本构关系的一般热力学表达式. 结果显示, 即使在自由能模型和耗散系数都比较简单的情况下, 本构关系也是非常复杂的非线性关系, 有繁多的关于应力、速度、密度等变量的空间导数项. 因此, 直接从实验数据建立严格的, 特别是非均匀情况下的本构关系将是一件非常困难的事情.     

双孔隙结构膨胀性非饱和土功的表达式及其本构模型的理论框架

针对膨胀性非饱和土的特性,区分了土中毛细液相和吸附液相性质的不同以及宏观结构和微观结构变化机理的不同,基于多相孔隙介质理论提出了土体总应力和外力输入功的表达式,并且依此选取了功共轭变量.基于土体外力输入功的表达式以及开放的多相热力学系统中能量-功-耗散之间的关系,建立了适用于双孔隙结构膨胀性非饱和土本构模型的理论框架.     

简单物质的本构方程从无旋形式到一般形式

自发表Dienes的论文以来,十年间在率型本构方程、客观应力率和变形体的转动描述方面力学工作者已作了大量的工作。Dienes实际上曾提出了所谓Dienes问题:若在无旋情形下已给出了材料的下述率型本构方程     

由Lagrange实验得到酚醛玻璃钢的动态本构方程

介绍由Ｌａｇｒａｎｇｅ实验、分析及拟合,得到未知材料的动态本构方程的方法。实验在轻气炮上进行,测量多点应力历和,经Ｌａｇｒａｎｇｅ分析得到数值本构关系,再拟合得到可供设计计算使用的动态本构方程。给出酚醛下班钢受冲击载荷时,一维应变状态下的一个本构方程。方程计算值与实测结果一致。     

岩体力学中的统计方法与理论

我们知道,岩体的结构性质是岩体一切工程性质的基础,因此也是岩体力学理论体系据以建立的基础。大量研究表明,岩体结构具有内在的地质规律和表观的随机特性,这种特点就决定了岩体的工程性质将具有统计确定性。这是在岩体力学理论研究中必须注意的一个基本问题。     

依赖强度耦合的Jaynes-Cummings模型的推广

Jaynes-Cummings模型(以下简称JCM)描述一个二能级原子与单模辐射场单光子的相互作用,它是量子光学最重要的模型之一。后来Sukumar等人,将这模型直接推广到多光子相互作用,这为研究原子的多光子跃迁提供了一个有效的工具。这两个模型有一个特点,即原子和辐射场的耦合程度与辐射场的强度无关。为反映原子与辐射场耦合对辐射场强度的依赖,Buck和Sukumar提出了一个依赖强度耦合的Jaynes-Cummings模型(取h=1单位):     

线性热-电-弹理论解的唯一性

经典的热力学理论,由于采用了抛物型的Fourier热导方程,导致了在离热扰源任意远处可同时感受到热效应,也就是说热的传播具有无穷大速度。从物理直观上看,这显然是不真实的。为克服理论上的不合理性,避免上述情形产生,建立新理论通常有两种手段:一是在热导方程中加入流率项,二是在本构方程中插入温度率项。随着新现象的发现、多功能新型材料的开发和利用,有效准确地分析物质的具有     

泥石流动力学模型与数值模拟

泥石流是介于崩塌、滑坡等块体运动和山洪水流之间的一种物理过程,既具有土体的结构性,又具有水体的流动性。从物质组成上看,泥石流是一种由水、岩土体和气体组成的多相介质,具有多种内部结构。其中的固相组分颗粒形状极其不规则,尺度跨越范围较大。浆体与固相颗粒以及颗粒间的相互作用非常复杂。因此,完全考虑各种因素建立全描述的泥石流动力学模型比较困难。从描述组成物质和运动的观点来看,目前泥石流的动力学模型可划分为连续介质、离散介质和混合介质模型。基于不同动力学模型的泥石流运动数值模拟,可广泛应用于流量过程反演、危险范围预测、风险评估、防治工程评估等方面;但泥石流本身启动和产汇流机理涉及多门学科,是需要进一步研究的重要课题。同时,泥石流形成过程和运动过程的数值模拟存在着时空尺度上的差异,如何实现两者的耦合求解仍需深入探讨。     

考虑非弹性碰撞的低浓度固液两相流动理学模型

用修正的BGK模型模拟粒间非弹性碰撞效应, 用Fokker-Planck扩散算子描述湍流-颗粒作用, 建立了低浓度固液两相流颗粒相的模型动理学方程和宏观水动力学方程组. 运用 Chapman-Enskog迭代法获得动理学方程的二阶近似解, 建立了颗粒相脉动应力和脉动能传导通量的显式本构关系. 建立的动理学模型在颗粒近乎弹性条件下简化为已有的模型, 为固液两相流模拟提供了一个实用模型.     

簇模型理论及其应用

近10年来,人们为了解BBO(β-ΒaΒ_2O_4)和(LBO_3O_5)晶体能带结构特征和对非线性极化率贡献的结构敏感部位,无论在理论还是实验方面都做了许多研究工作.在处理BBO时,阴离子基团理论认为,对非线性极化率的贡献主要来自阴离子基团内电荷转移跃迁,而根据从头算能带方法计算得到的价带和导带原子态密度的贡献却表明非线性极化率的贡献主要来自阴离子基团的电荷到阳离子Ba~(2 )的转移跃迁.为了既能了解能带的原子态组成,又能具体计算非线性光学参数,我们发展出簇模型理论方法.     

基于3D打印技术的岩体复杂结构与应力场的可视化方法

准确表征与直观显示岩体复杂的内部结构与应力场是解决诸多地下工程问题的基础和关键.本文运用CT成像、三维重构和3D打印技术制备了包含复杂裂隙的天然煤岩模型,借助三维应力冻结和光弹技术,直观定量地显示了单轴压缩载荷作用下复杂裂隙煤岩内部的应力场分布特征.研究表明:通过3D打印技术制备的煤岩模型具有与天然煤岩一致的裂隙结构特征;3D模型的单轴抗压强度、弹性模量和泊松比等力学性能指标接近于天然裂隙煤岩;在不连续裂隙周边的高应力分布区域以及应力级差等方面,3D模型的实验结果与数值模拟结果具有较好的一致性;该方法能够直观定量地显示不连续不规则裂隙对煤岩的强度、变形以及应力集中区的影响.3D模型打印与应力冻结技术相结合为实现地下岩体内部复杂结构与三维应力场分布的定量表征与可视化,以及印证数值模拟结果提供了新途径.     

基于波速与衰减成像的岩体结构分析

地震波走时、振幅以及脉冲宽度可用来对岩体进行波速及衰减系数图象的重建。对波速与衰减系数在矿体、岩体上表现出的差异进行了分析,通过波速与衰减系数在矿脉与混合岩脉、结构面与结构体上的不同影响,研究矿脉的空间分布与岩体结构性,并根据实验结果提出地震层析成像方法在矿体、岩体结构调查中的能力与局限。     

晕带与次晕带的相互作用强度

变形原子核晕带与次晕带交叉产生的回弯的尖锐程度,取决于两带相互作用的强弱。Bengtsson,Hamamoto和Mottelson的文章指出:在推转的单j(i_(13/2))壳模型的HFB计算中,两带相互作用V是费密能λ的周期函数。由此得出,对于稀土核,不仅当λ在中子i_(13/2)壳的开头,而且在其顶部时也有可能出现尖锐的回弯。随后,在粒子-转子模型的计算中     

土木工程材料自愈合行为的若干力学问题与研究进展

为适应未来基础设施和工业化建造需求,如何改变传统土木工程结构和材料组成,打造全新的具有智能能力的基础设施,已经成为新的研究热点.工程结构的抗损坏能力直接影响国家的社会成本和经济效益.为了减少维修养护费用、提升结构的服役寿命,一种可行的方案是建造能够进行损伤自我愈合的拟生命系统.近几年来,微胶囊、电沉积、感应加热、微生物...     

考虑温度影响的非饱和土变形特性

随着高放核废物地下处置库建设、地热资源开发利用、节能建筑以及二氧化碳地下封存等一批现代岩土工程的发展, 使得温度对非饱和土基本力学特性影响的研究成为当前国际上研究的热点问题. 利用非饱和土中功的表达式, 并考虑温度对非饱和土基本性质的影响, 选取平均土骨架应力、修正吸力及温度作为热力学中广义力的状态变量, 选取土骨架应变、饱和度及熵作为与广义力变量共轭的广义流状态变量. 基于土体非线性多场耦合模型理论框架, 利用现有的实验研究成果, 提出了一个非等温条件下非饱和土弹塑性本构模型, 对温度影响下的非饱和土变形特性进行了分析. 应用所建立的模型, 在各向同性条件下就吸力和温度对非饱和土变形性质的影响进行了预测和分析, 并与已有的实验结果进行了比较. 比较结果表明了所提模型的合理性.     

PDP模型的理论框架

并行分布处理(Parallel Distributed Processing,简称PDP)模型,主要探索认知过程的微结构,也就是说,在网络层次上模拟人的认知活动.当前,PDP模型势如长风出谷,迅若雷电,它正在向我们提供一利新的计算形式,一种不同于冯·诺依曼计算机的体系结构.