收藏本站
《大连理工大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

冻土断裂力学应力强度因子的数值模拟计算

孙卓  
【摘要】:本论文基于冻土断裂力学,有限元分析的基本理论,针对典型的实验室模型——冻土三点弯曲模型和冻土四点弯曲模型进行了数值模拟计算,主要对冻土的Ⅰ型裂纹的应力强度因子(K_Ⅰ)和Ⅱ型裂纹的应力强度因子(K_Ⅱ)进行数值计算。并且在分析实验室模型的基础上,对实际的工程问题——桩基础冻拔稳定性评价分析,进行了数值模拟计算。 在二维模型中,分别建立了冻土三点弯曲试样和四点弯曲试样的有限元分析模型。对于三点弯曲试样,考虑其对称性,建立了对称的二分之一裂纹模型。针对不同的试样尺寸以及不同的试样温度,分别进行数值计算,得到各自的应力强度因子(K_Ⅰ)与不同参数直接的关系。结果与文献中的结论相一致。对于四点弯曲试样,采用了完整的裂纹模型进行数值计算。同样分别计算了不同尺寸以及不同温度的试样,得到了各自的应力强度因子(K_Ⅱ)与不同的参数直接的关系。结果与已有文献中的结果一致。 在三维模型中,选取已有的测定冻土三点弯曲试样Ⅰ型断裂韧度K_(IC)的尺寸数据,建立对称的四分之一模型,对试样的临界应力强度因子,即断裂韧度(K_(IC)进行数值模拟计算,并将得到的有限元分析结果与实测的冻土试样的理论断裂韧度相比较。通过这一测试实例,验证了有限元数值模拟方法在求解冻土断裂韧度方面的有效性。 文中对实际的工程问题,通过分析系统的受力情况,将桩基础的冻拔问题转化成为冻土层的(Ⅰ+Ⅱ)复合型的断裂力学问题。以简化的冻土断裂力学模型为依据,建立完整的裂纹模型进行数值计算,与利用理论公式计算分析得到的结果进行了比较。说明了在解决冻土断裂力学的问题中采用有限元数值模拟技术是可行的、有效的,计算结果为建立冻土广义强度理论的进一步研究提供了理论依据。并将对桩基稳定性评价的断裂力学方法与传统的方法进行比较,说明断裂力学方法是传统方法的补充和发展。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O346.1

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 曹俊俊;跨中带裂纹三点弯曲梁动态应力强度因子的权函数法研究[D];南京理工大学;2010年
2 甘楠楠;权函数和T应力对混凝土断裂韧度的影响[D];大连理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘增利,李洪升,朱元林,蒲毅彬,李红艳;冻土初始与附加细观损伤的CT识别模型[J];冰川冻土;2002年05期
2 李洪升;张小鹏;朱元林;彭万巍;冻土断裂韧度K_(IC)的测试研究[J];冰川冻土;1995年04期
3 李洪升,刘增利,朱元林;冻土断裂力学在桩基冻拔稳定计算中的应用[J];冰川冻土;1998年02期
4 李洪升,杨海天,刘增利;冻土与界面断裂韧度KⅡC的实验研究[J];大连理工大学学报;1997年01期
5 梁承姬,李洪升,刘增利,孙秀堂,朱元林;激光散斑法对冻土微裂纹形貌和发展过程的研究[J];大连理工大学学报;1998年02期
6 程国栋;冻土力学与工程的国际研究新进展——2000年国际地层冻结和土冻结作用会议综述[J];地球科学进展;2001年03期
7 龚曙光;ANSYS在应力分析设计中的应用[J];化工装备技术;2002年01期
8 苗天德,魏雪霞,张长庆;冻土蠕变过程的微结构损伤理论[J];中国科学(B辑 化学 生命科学 地学);1995年03期
9 苗天德,郭力,牛永红,张长庆;正冻土中水热迁移问题的混合物理论模型[J];中国科学(D辑:地球科学);1999年S1期
10 令锋,吴紫汪,朱元林,何春雄,朱林楠;冻土应力-应变曲线的分形逼近[J];中国科学(D辑:地球科学);1999年S1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗晓勇;施养杭;;混凝土断裂的研究现状与展望[J];四川建筑科学研究;2008年06期
2 陈泽宇;吕文阁;杜健辉;;裂纹顶端塑性区内方向应变能的裂纹扩展准则[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年04期
3 杨伯源,牛忠荣;蜕化四边形等参元的单元节点挠动[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1996年01期
4 李建林;陈兴周;;岩体破坏准则及其参数研究[J];地下空间与工程学报;2007年05期
5 杨更社;奚家米;;煤矿立井冻结设计理论的研究现状与展望分析[J];地下空间与工程学报;2010年03期
6 朱强,付思宁,武福学;砂-砂砾换基防治渠道冻胀的研究[J];冰川冻土;1988年04期
7 童长江,俞崇云;超载压力对浅基础冻胀的影响[J];冰川冻土;1990年03期
8 刘鸿绪;对切向冻胀力沿桩侧表面分布的探讨[J];冰川冻土;1993年02期
9 门兆和;钢筋砼条形基础在永冻层上的实践[J];冰川冻土;1993年02期
10 刘世峰,邹信庆;用降低地下水水位法解决多年冻土地区地基的冰锥冻胀[J];冰川冻土;1993年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭胜山;陈厚群;李德玉;马怀发;;混凝土动力塑性损伤分析中的单元尺寸效应探讨[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 张晓峰;;渠道防渗的几个问题的探讨[A];灌区及水工建筑物防渗抗冻胀技术专刊[C];2009年
3 张晓峰;;渠道防渗的几个问题的探讨[A];第二届全国灌区及水工建筑物防渗抗冻胀技术与生态建设专刊[C];2010年
4 牛永红;苗天德;;含相变混合物理论与土体冻胀机理[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 刘金兴;邓守春;张晶;梁乃刚;;基于格构模型的混凝土动静态拉伸破坏试验数值模拟[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007年
6 商翔宇;周国庆;梁恒昌;;一种易于产生冻胀的冻结模式[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
7 陈柏生;胡时胜;马芹永;涂智溢;;冻土动态力学性能的实验研究[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
8 王悦东;李洪升;陈秉智;王剑;高月华;;冻土材料非线性断裂模型的实验研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
9 马进;;冻结帷幕在城市地铁矿山法隧道施工中的应用[A];创新推动新型煤炭工业体系建设和安全健康发展——2010年湘赣皖闽苏等多省(市)煤炭学会学术交流暨湖南省煤炭科技论坛论文集[C];2010年
10 胡明;;四川盆地北部地区构造样式及成因分析[A];中国西部复杂油气藏地质与勘探技术研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 兰常玉;冻融循环与列车动载耦合作用下高速铁路地基沉降规律研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 马立峰;动荷载条件下多年冻土区斜坡路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
5 周明涛;植被混凝土冻融效应试验研究[D];武汉大学;2010年
6 邓华锋;库水变幅带水—岩作用机理和作用效应研究[D];武汉大学;2010年
7 许兰民;青藏铁路五道梁冻土区工程结构热扰动研究[D];北京交通大学;2011年
8 施烨辉;列车荷载和冻融循环作用下冻土路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
9 冷毅飞;中俄石油管道多年冻土物理力学性质试验研究及温度场数值分析[D];吉林大学;2011年
10 翟莲;季冻区湖岸构筑物冻害机理及防治方法的研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张建俊;冻融循环作用下季冻区高铁路基沉降预测的试验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 王丹;提升机动载荷作用下井塔振动分析与寿命预测[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 李盛;连续配筋混凝土复合式沥青路面结构厚度研究[D];长沙理工大学;2010年
4 甘文兵;基于有限元和断裂力学的起重机结构故障诊断[D];武汉科技大学;2010年
5 王勇;温度、地震荷载作用下拱坝动力响应的理论分析和数值模拟[D];昆明理工大学;2010年
6 李航;复杂地质条件下隧道破坏过程研究[D];沈阳建筑大学;2011年
7 陈立杰;基于复合材料力学理论的冻土本构模型探索[D];西北农林科技大学;2010年
8 毛然;中南地区极端冰雪条件下电塔地基承载力研究[D];湖北工业大学;2011年
9 孙维;辅助胶凝材料对水泥石微结构形成及力学性能的影响[D];湖北工业大学;2011年
10 张艳鸽;吉林省西部盐渍土的水—热—物质迁移转化及其冻胀特性研究[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜风春,刘瑞堂,刘殿魁;凹槽梁试样的动态应力强度因子[J];爆炸与冲击;2000年01期
2 胡柳青;李夕兵;龚声武;;冲击载荷作用下裂纹动态响应的数值模拟[J];爆炸与冲击;2006年03期
3 唐晨,顾晓辉,云大真;确定应力强度因子的实验-计算混合法[J];大连理工大学学报;1996年02期
4 张秀芳;徐世烺;;权函数法计算的混凝土断裂韧度[J];工程力学;2011年04期
5 王志群,杨宏伟;计算圆筒动态应力强度因子的有限元方法与叠加积分方法[J];工程力学;1995年02期
6 张对红,吕英民;关于管道裂纹应力强度因子的计算[J];管道技术与设备;1999年01期
7 ;SEMI-ELLIPTIC SURFACE CRACK IN AN ELASTIC SOLID WITH FINITE SIZE UNDER IMPACT LOADING[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2006年02期
8 ;STUDY ON DYNAMIC STRESS INTENSITY FACTORS OF DISK WITH A RADIAL EDGE CRACK SUBJECTED TO EXTERNAL IMPULSIVE PRESSURE[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2007年01期
9 李玉龙,刘元镛;用弹簧质量模型求解三点弯曲试样的动态应力强度因子[J];固体力学学报;1994年01期
10 赵伟;吴学仁;颜鸣皋;;一种高效准确的三维权函数法及其应用[J];航空材料学报;1990年S1期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 毋玲;含MSD结构应力强度因子的半解析数值算法研究[D];西北工业大学;2001年
2 宣方龙;混凝土双参数和双K参数模型的比较研究[D];大连理工大学;2002年
3 马颖利;试验研究混凝土双参数模型和双K断裂准则[D];大连理工大学;2002年
4 马广英;非几何对称三点弯曲试件的规则断裂及控制[D];兰州理工大学;2003年
5 邵若莉;混凝土断裂能和双K断裂参数的试验研究[D];大连理工大学;2005年
6 邹彩凤;考虑接触问题的多孔含裂连接结构的应力强度因子分析[D];西北工业大学;2005年
7 卜丹;楔入式紧凑拉伸断裂试验研究[D];大连理工大学;2006年
8 陈晋;非标准楔入劈拉试件研究混凝土的断裂参数[D];大连理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒲毅彬;CT用于冻土实验研究中的使用方法介绍[J];冰川冻土;1993年01期
2 朱元林,吴紫汪,何平,马巍;我国冻土力学研究新进展及展望[J];冰川冻土;1995年S1期
3 张长庆,苗天德,王家澄,苗丽娜,李亚峰;冻结黄土蠕变损伤的电镜分析[J];冰川冻土;1995年S1期
4 张长庆,魏雪霞,苗天德;冻土蠕变过程的微结构损伤行为与变化特征[J];冰川冻土;1995年S1期
5 李洪升,刘增利,朱元林,张家懿,彭万巍;冻土断裂韧度K_(ⅡC)的测试研究[J];冰川冻土;1995年S1期
6 何平,程国栋,俞祁浩,朱元林,徐学祖;饱和正冻土中的水、热、力场耦合模型[J];冰川冻土;2000年02期
7 丁卫华,仵彦卿,蒲毅彬,廖全荣;CT技术应用于岩石实验动态观测的新进展[J];冰川冻土;2000年03期
8 马巍;中国地层土冻结技术研究的回顾与展望(英文)[J];冰川冻土;2001年03期
9 易顺民,唐辉明;冻土粒度成分的分形结构特征及其意义[J];冰川冻土;1994年04期
10 李洪升,杨海天,常成,孙秀堂;冻土抗压强度对应变速率敏感性分析[J];冰川冻土;1995年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜风春,刘瑞堂,张晓欣;三点弯曲试样动应力强度因子求解的振动分析方法[J];工程力学;2002年04期
2 胡卫华,吕运冰;周期性Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的应力强度因子[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2002年01期
3 薛孟君,刘跃进,杨班权;胶补加筋板应力强度因子及胶层剪应力计算[J];力学与实践;2003年05期
4 董世明 ,汪洋 ,夏源明;中心裂纹圆盘集中载荷作用下的应力强度因子[J];中国科学技术大学学报;2003年03期
5 梁拥成,刘一华,刘小妹;一种确定应力强度因子的数值方法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2003年04期
6 刘金才,刘义山,王晓华;三角形截面管裂纹的应力强度因子[J];沈阳工业大学学报;2003年04期
7 苗一,谢禹钧;拉伸工字形截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子[J];石油化工高等学校学报;2003年03期
8 谢禹钧,刘晓君,王晓华;复合结构圆柱钱币裂纹的应力强度因子[J];机械强度;2004年01期
9 董世明,夏源明;中心裂纹圆盘应力强度因子的测试误差分析[J];实验力学;2004年03期
10 郭树祥,许希武;任意多孔多裂纹有限大板的应力强度因子分析[J];固体力学学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王灿;孙士勇;陈浩然;;无网格法分析双材料中裂纹位置对应力强度因子的影响[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
2 董世明;王清远;舒尚文;;巴西圆盘试件应力强度因子研究的若干进展[A];四川省力学学会2008年学术大会论文集[C];2008年
3 王勇;王钟羡;陈宜周;蒋家羚;;含裂纹圆筒体抗扭刚度和第三型应力强度因子的计算[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
4 韦昌芹;邵永波;;管节点中穿透裂纹的应力强度因子分析[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
5 董世明;王清远;舒尚文;;扁平巴西圆盘试件的应力强度因子分析[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
6 苏成;郑淳;;应力强度因子可靠度分析的响应面—蒙特卡罗法[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
7 邹广平;唱忠良;曲嘉;;紧凑拉伸试样应力强度因子的动态响应[A];第七届海峡两岸工程力学研讨会论文摘要集[C];2011年
8 刘贺翔;陈珂;毛灵涛;;测取不同缝长单缝有机玻璃梁应力强度因子的试验研究[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
9 程宸;万水;蒋正文;;基于界面力学的有限元方法计算正交各向异性材料的应力强度因子[A];第十九届玻璃钢/复合材料学术交流会论文集[C];2012年
10 南海顺;王保林;;纳米尺度下表面残余应力对应力强度因子的影响[A];第16届全国疲劳与断裂学术会议会议程序册[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓宇;关于裂纹安全评定及TOFD检测标准的研究[D];北京化工大学;2012年
2 高志文;高温超导块材在电磁力作用下的断裂特性理论研究[D];兰州大学;2008年
3 贾宏志;含裂纹结构加固问题中的哈密顿体系方法[D];大连理工大学;2012年
4 赵传宇;CFL加固钢板中表面裂纹扩展规律研究[D];华南理工大学;2013年
5 陈景杰;含裂纹损伤船体结构强度分析方法研究[D];大连理工大学;2011年
6 王立清;工程中含接触问题的孔边裂纹应力强度因子数值研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 刘钧玉;裂纹内水压对重力坝断裂特性影响的研究[D];大连理工大学;2008年
8 杨在林;SH波作用下半空间中夹杂与裂纹的相互作用[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 折勇;直角域中圆形夹杂与裂纹反平面动力的相互作用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 周素霞;高速列车空心车轴损伤容限理论与方法研究[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹彩凤;考虑接触问题的多孔含裂连接结构的应力强度因子分析[D];西北工业大学;2005年
2 王锋;三维应力强度因子分析及干涉预应力影响研究[D];西北工业大学;2007年
3 张盛明;双材料表面裂纹应力强度因子的数值研究[D];浙江工业大学;2010年
4 沈逸文;金属梯度材料裂尖应力强度因子研究[D];南京航空航天大学;2012年
5 陈建兵;用分域边界单元法双映射奇异元计算裂纹的应力强度因子[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 锁永永;对压力管道上几种典型裂纹形式力学特性的数值模拟分析[D];兰州大学;2012年
7 伍晓赞;涡轮转子接触应力分析及应力强度因子计算[D];中南大学;2006年
8 涂周杰;表面裂纹疲劳扩展和应力强度因子研究[D];华中科技大学;2006年
9 吕明月;双相压电体非圆孔边裂纹Ⅲ型动应力强度因子[D];哈尔滨工程大学;2012年
10 王璐;基于有限元的管道内表面多裂纹干涉研究[D];东北大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026