混凝土强度准则在桥梁结构中应用的探讨

介绍了一种混凝土在多轴复杂应力状态下的强度准则,好Ｏｔｔｏｓｅｎ提出的４参数强度准则模式,结合已建成的三向预应力混凝土Ｔ型刚构桥的空间应力分析结果,分析了该箱型梁桥纵向混凝土强度的变化规律,说明了混凝土强度对实际土建结构设计的重要性,以求为多轴应力状态下混凝土强度准则在预应力混凝土桥梁结构中的应用探索一条新途径。     

基于断裂力学的混凝土裂缝数值分析

将断裂力学运用于混凝土的裂缝分析,给出了混凝土的断裂准则,分析了该准则的缺陷,将断裂力学准则与强度理论准则相结合,提出了一种等效断裂变形的模型,根据该模型,推导出了带裂缝的混凝土体的弹塑性本构关系。     

拱坝的开裂计算

在试验研究的基础上,建立了岩石与混凝土结合面三维裂缝扩展的强度准则;运用上述强度准则及有限元分离裂缝模型提出了拱坝开裂的计算方法,并给出了应用实例。     

浅析混凝土的破坏准则

本文研究了混凝土单轴和多轴应力作用下混凝土的强度,对国内外现有的一些强度准则进行了简要回顾和比较。混凝土本构关系和破坏形态属混凝土力学性能的基本理论问题,对实际工程的技术和经济效果起重大作用,受到人们的广泛重视,本文对常用的混凝土破坏准则作简要评述。     

混凝土厚壁圆筒的极限分析

作者曾建议利用破坏面的概念，建立一个抛物线旋转面的方程，作为复杂应力 状态下混凝土材料的强度准则。本文利用建议的强度准则，对厚壁圆筒的极限承载能力 作了分析，并与有关结果进行了比较。算例表明，与传统上采用的Ｍｉｓｅｓ准则或 Ｔｒｅｓｃａ准则的分析结果相比较，对于壁厚比较大时的厚壁圆筒，其承载能力相差很大； 由于建议的强度准则中考虑了材料强度参数的影响，所得结果更接近实际。     

钢管煤矸石砼中核心砼的强度准则及本构关系

采用理论分析与试验研究相结合的方法,通过对试验数据的计算、分析推导出钢管煤矸石混凝土组合材料中核心混凝土的强度准则及本构关系;分析了含钢率及混凝土轴心抗压强度对钢管约束下的煤矸石混凝土极限抗压强度的影响规律,指出低强度的煤矸石混凝土更适合与钢管相结合形成钢管煤矸石混凝土,充分发挥紧箍效应·     

钢筋混凝土深梁非线性有限元分析

首次将双剪统一强度三参数准则用于钢筋混凝土深梁的非线性有限元分析．采用等效单轴应力应变关系，将混凝土弹塑性破坏准则与混凝土的正交各向异性结合起来，计算结果与实验符合较好．     

带裂纹碾压混凝土层面强度尺寸和边界效应

研究了碾压混凝土层面中带不同削弱度裂纹时远场强度的尺寸和边界效应,指出对强度影响的不仅仅是试件尺寸,也包括试件边界、裂纹长度和裂纹数量等因素.应用界面断裂力学理论和混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂准则,对Hu和Wittmann的强度效应律做了理论上的扩展,使之符合碾压层面抗拉强度的断裂特性;最后建立了碾压混凝土层面强度的尺寸与边界效应回归曲线.     

素混凝土井壁强度准则的模型试验研究

按照相似理论，在不同应力组合下将混凝土井壁进行了模型试验，依据混凝土井壁破坏机理的分析，确定了适合素混凝土井壁破坏的强度准则。     

混凝土Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹有效断裂准则

利用单边切口四点剪切梁进行了混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验研究。根据试验结果采用四分之一点奇异有限元法计算了各试件的应力强度因子ＫⅠ和ＫⅡ；结合本文的试验结果在广泛收集、分析国内外混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验资料的基础上，建立了混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型有效裂纹断裂准则，并与已有断裂准则进行了比较。     

包含岩石临界状态的Mohr-Wedge准则适用性研究

Mohr-Wedge(MW)岩石强度准则是基于岩石楔形破坏力学模型及主应力间的偏微分方程等的理论性公式推导.利用量纲分析整理该准则所含的多个参数,并赋予参数相应的物理意义,可使该准则简单易懂.为分析包含岩石临界状态的MW准则适用性,选取Mohr-Coulomb准则、Hoek-Brown准则和指数准则为比较对象,以平均绝对误差MAE为评价指标,量化比较4个准则预测岩石强度的准确度.结果表明:当围压小于岩石临界状态围压σ_○cr-M时,MW准则具有一定的适用性;当围压大于σ_○cr-M时,4个准则预测的岩石强度因岩石临界状态围压不同而发生偏差.基于此,提出了不同岩石临界状态围压预测岩石强度的方法,可为岩石临界状态围压的取值提供一定的借鉴意义.     

岩盐水力压裂的破裂判据

岩盐的基本力学特性和破坏特征的实验结果表明,岩盐是一种“杨氏模量/强度（E/S）”比值极低的特殊软岩,其破坏遵循变形破坏准则,根据最大拉应变强度理论建立了岩盐水力压裂时计入铅直应力效应的破裂判据,并建议一般应采用单轴压缩实验来确定临界拉应变值,该判据与实验结果极为一致,适应于各种应力状态政下任何具有较小E/S比值的软岩。     

平面应力状态下混凝土的本构模型

在混凝土的非线性有限元分析中，需要模拟混凝土的应力-应变关系，根据混凝土单轴受压典型曲线特征，采用Hermite插值给出了混凝土单轴受压条件下具有明显几何意义的σ-ε关系，以给定的混凝土强度准则为基础，给出了混凝土平面应力状态下的增量本构关系，利用特征屈服半径的概念将初始屈服面、后续屈服面以及破坏面表达为一个统一的形式；特征屈服半径的概念将平面应力状态下混凝土的本构关系与单轴受压状态统一起来，使问题的处理一体化，计算结果与试验结果的比较，验证了本构模型的可靠性。     

混凝土的三参数破坏准则

本文提出一种三向应力状态下混凝土的破坏准则,该准则表示为三个应力不变量的函数,其中仅包含三个参数,且可方便地由实验标定.通过与实验数据的比较,表明该准则能很好地描述混凝土材料在各种受力状态下的破坏特性.     

Mogi-Coulomb强度准则应用于岩石三轴卸荷破坏试验的研究

 针对Mogi-Coulomb 强度准则是否适用于三轴卸荷试验,基于已有常规三轴及真三轴的试验数据,利用Mogi-Coulomb强度准则,对常规三轴卸荷及真三轴卸荷条件下的实验数据进行拟合和分析,并对拟合得到的相关强度参数和试样的破坏特征进行分析。结果表明,Mogi-Coulomb 强度准则在常规三轴卸荷条件下有着良好的适用性,而在真三轴卸荷条件下,虽然线性拟合效果较好,但拟合参数反映的岩石黏聚力值出现负数的异常情况。分析现有实验测试结果,可以推测出现参数异常的原因,应是岩石在真三轴卸荷条件下的破坏模式由剪切型破坏转变为强烈的张拉型岩爆破坏所致。这表明Mogi-Coulomb 强度准则虽能在一定程度上反映真三轴卸荷的主应力关系,但其本质仍为基于剪切破坏的强度准则,存在一定的局限性,对于张拉为主-剪切共存型的岩爆破坏,有必要建立一种新的岩石强度准则来反映真三轴卸荷下的岩石本构关系。     

复合岩石层面剪切试验的研究

本文在不同粗糙度和不同正应力的条件下,对复合岩石层面的剪切试验进行了讨论,建立了复合岩石层面抗剪强度的准则及复合锯齿状层面的抗剪强度准则。实验表明:光滑层面的初剪与复剪抗剪强度具有峰值转换性;剪切位移具有弹性回复位移,并存在着剪切法向收缩现象;剪切滑移造成层面两侧岩石的张裂破坏。     

基于推广SMP准则的边坡稳定性分析

相比土工问题中通常采用的Mohr-Coulomb(MC)准则,推广的SMP(spatially mobilized plane)准则考虑了中主应力对土体强度的影响,该文比较了基于上述两准则计算得到的边坡稳定性差异。首先,通过求解三次方程将推广的SMP准则转化为应力点到等倾轴的距离ρ和应力张量第一不变量I1的线性函数,从理论上推导了平面应变条件下推广的SMP准则与MC准则之间的等效关系。然后,推导了非关联流动法则条件下基于推广的SMP准则的理想弹塑性模型的向后Euler本构积分算法,并将其编入FLAC有限差分软件,通过边坡稳定性分析的数值计算验证了理论推导结果:在平面应变条件下采用非关联流动法则时,推广的SMP准则等效于土体强度参数提高15%后的MC准则,即基于推广的SMP准则的边坡安全系数比MC准则高15%。     

改进的5参数Barlat-Lian屈服准则

在平面各向异性三参数Barlat-Lian屈服准则的基础上加入两个横向剪切应力分量σxz和σyz,提出了一个改进的5参数Barlat-Lian屈服准则,结合BT或BWC壳单元,模拟了板料在成形过程中的各向异性行为.当屈服函数指数M=2时,改进的Barlat-Lian屈服准则可以退化成Hill48屈服准则,当各向异性参数r0=r45=r90=1时,可退化成Von Mises屈服准则.应用自主版权的板料冲压成形快速模拟软件FASTAMP,以圆筒件为例,将模拟结果与试验结果进行比较,验证了改进的Barlat-Lian屈服准则的正确性.     

Mohr包线的二次曲线形式

为了研究岩土类材料破坏的非线性，基于直剪试验和三轴试验结果的特点建立了二次抛物线形式的Mohr破坏包线，并给出了主应力表达形式。与Mohr-Coulomb准则一样，确定此破坏包线只需要两个破坏Mohr圆。根据本法得到的偏平面上的屈服迹线呈等边不等角曲边六边形。且随平均主应力增大，屈服迹线相对于由Mohr-Coulomb准则得到的结果要经历三个阶段：小于Mohr-Coulomb准则屈服迹线、大于Mohr-Coulomb准则屈服迹线和小于而且越来越小于Mohr-Coulomb准则屈服迹线。利用本模型在子午面上可以方便地直接给出平均主应力与偏剪应力的关系。本模型可以反映拉压不等性。