关于岩土工程研究中若干基本力学问题的思考

针对岩土工程研究中本构模型,耦合边值方程,非连续变形力学模型,土工抗震 专题总结了其发展现状,指出了有待深入研究的问题,以期理清思路,把握发展动向,有效地运用近代新理论,新方法,新技术,紧密地结合岩土材料与岩土结构的本构特征,把岩土工程研究与设计水平推向新阶段。     

钢筋混凝土板的三维非线性有限元分析

采用组合式钢筋混凝土非线性有限元方法,对集中荷载作用下钢筋混凝土板进行了极限承载力分析,混凝土材料采用弹塑性本构模型;为考虑材料达到极限强度后的性能,用弥散裂缝模式模拟混凝土拉裂后的应变软化及应力释放,用应变空间破坏面近似处理混凝土的压碎型破坏;钢筋采用等效薄膜模拟,经与试验结果对比,两者吻合性较好。     

混凝土三维非正交弥散裂缝模型

基于应变分解法,将开裂后的混凝土应变分解成裂缝面的应变与完好混凝土应变两部分,裂缝面上混凝土法向刚度取单轴受拉混凝土应力应变曲线的下降段刚度,并保留裂缝面的剪切刚度,并保留裂缝面的剪切刚度以考虑骨料咬合与销栓作用,完好混凝土本构关系采用弹塑性本构模型,推导了混凝土三维非正交弥散裂缝模型的模型的基本公式,算例表明,该模型可用于混凝土结构的开裂分析,且分析结果和试验结果较为吻合。     

泥页岩三轴蠕变实验及结果应用

钻井工程中的井壁稳定问题大多发生在泥页岩井段。根据实验得出的岩石力学参数可以较好的进行井壁稳定及相关问题的力学性质分析。详细介绍了采用三轴岩石力学实验机进行的泥页岩三轴蠕变实验的原理,并根据实验结果按照非线性回归的方法得出了描述变形的本构方程及其蠕变系数,结合该泥页岩的粘土含量,为分析该泥页岩的蠕变规律和计算蠕变压力提供了科学依据。同时,根据不同缩径率所需安全钻井液密度下限的计算公式,得出了相应的钻井液密度下限。     

常压力梯度下管内大牛顿流体依时性流动的谱方法研究

在管内非牛顿流体的流运中,依时性流动是较为复杂的一种流动随时间变化的流动,而非牛顿流体其本身的本构方程就较为复杂,这类问题归结为流动的运动方程与流体的本色方程以及连续性方程的联立 ,邓归结为一个非线性微分方程的求解问题,本文采用谱方法,在常压力梯度下,成功地将偏微分方程化为常微分方程组的初边值问题来处理,得到速度随时间变化的关系曲线,结果表明,可以用谱方法来解决依时性流动问题。     

复合材料中增强相形状对有效模量的影响 (Ⅱ)

不同形状的夹杂对复合材料的强度、刚度等机械性质的影响大不相同.采用Mori-Tanaka方法以及Wapole的张量运算方法,给出了在夹杂取向平行以及取向随机均匀分布的情况下,无限长的纤维、半径无限大的薄片以及椭球状夹杂增强的一些典型复合材料的有效模量的显式表达,这些结果很便于工程应用.     

一种采用分数阶导数的新流变模型理论

提出了一种采用分数阶导数的新流变模型理论,它将分数微积分理论和经典模型理论的方法统一起来,使得模型的物理概念来明确,使已有分散的分数阶导数模型工作系统化,使问题的解法系统化,它克服了经典模型理论和实验结果吻合不好的严重缺点,仅采用很少几个元件组合就可获得很好的效果,利用这种模型理论,可望构造出各种与实验结果吻合很好的新固体和流体模型,这种新模型理论可以满意地描述物体的瞬时弹性、延迟弹性、粘性流、塑性等性能。     

激波与堆积粉尘相互作用

实验中利用带示踪粒子的X光脉冲摄影和阴影摄影技术,成功拍摄了激波与堆积粉尘作用后粉尘内部的波系图像和波后卷扬粉尘云的形状,进而测得入射激波倾斜角、透射激波倾斜角和波后物质界面折射角。在此基础上,利用相关理论对该流场进行分析,确定出该堆积粉尘状态方程中中的待定系数。计算结果与测试结果符合较好。     

水土化学力学效应研究现状与展望

水溶液在入渗土体过程中会发生水土化学作用,进而影响土体力学性质,该作用在土质滑坡孕育阶段扮演重要角色,是诱发滑坡形成的关键因素。本文研究系统性地总结和梳理了水土化学作用对土体力学性质、微观结构影响,以及土体强度变化机理与力学模型等方面的研究现状。在近50年的研究历程中,水土化学作用力学效应研究不断深入,从力学性质影响规律的定性描述到初步建立水土化学力学效应模型,从细微观结构变化的唯象认识到土体强度变化机理性研究,但由于土体物质组成复杂,影响因素较多,现有研究成果还不足以指导土质滑坡的预报和防治工作。为进一步有效指导土质滑坡预报、预警和防治工作,根据现阶段研究状况,提出有必要就土体抗剪强度本构模型、水土化学作用下非饱和土体黏聚力变化定量模型、水土化学作用机理应用等深层次问题,持续展开深入细致的研究。     

微波照射下花岗岩单轴压缩损伤本构模型

为深入研究微波照射花岗岩的损伤演化过程以及探讨微波照射过的花岗岩进行单轴压缩后花岗岩应力-应变关系,首先以微波照射花岗岩的损伤特性为基础,综合考虑花岗岩在微波照射以及荷载作用下受到的损伤,将Weibull分布与损伤力学结合,得到考虑多因素作用的花岗岩损伤演化方程。然后根据Lemaitre应力等效原理及Hook定律,推导出考虑微孔隙闭合的花岗岩损伤本构模型。最后,采用微波循环照射花岗岩试验和单轴压缩试验对模型进行验证。验证结果显示,本研究建立的本构模型与试验结果拟合的曲线能较好吻合,证明了模型的合理性及参数取值的正确性。为岩石微波损伤理论的研究以及微波辅助破岩提供思路。