收藏本站
《同济大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

考虑卸载扰动状态的3D弹粘塑性本构模型及其应用

付艳斌  
【摘要】: 扰动状态理论(DSC)认为实际状态应该是相对完整状态和完全调整状态以扰动函数作为权值相加的平均体现。本文针对软土卸荷流变问题,采用扰动状态理论,从室内卸荷试验入手,建立了从一维到三维的卸荷流变本构模型。本文主要工作和研究成果如下: 1.通过有限元模拟,设计了基坑不同扰动区域应力路径室内流变试验。试验主要结论是:①一维卸荷试验中,土体卸荷后孔隙比与时间对数成线性关系,且斜率基本相同;卸荷比一定时,隆起模量随时间呈指数衰减;卸荷后的隆起模量远大于加荷时的压缩模量,其最小比值介于2-7之间。②不论是被动区土的卸荷蠕变还是主动区土的卸荷蠕变,都随着卸荷水平的增大而出现瞬时变形和蠕变的三个阶段(衰减蠕变,等速蠕变和加速蠕变)。试验发现,上海软土一般不出现从蠕变的第二阶段(等速蠕变阶段)直接进入蠕变第三阶段(加速蠕变阶段)的现象。③无论是基坑被动区的三向卸荷还是主动区的侧向卸荷,卸荷时均引起孔压的下降,但在卸荷结束时孔压均增大,上升到正值。开挖工程最危险时刻不是出现在施工竣工时,而是出现在经过一段时间蠕变后,其孔压达到最大时。 2.利用土体卸荷室内试验规律和殷建华提出的等效时间概念,推导了分步卸荷和连续卸荷的一维弹粘塑性本构方程。卸荷下的弹粘塑性本构模型和Yin-Graham模型可以归一化为一维(加载,卸载)弹粘塑性本构模型。 3.采用广义Kelvin元件模型代表软土流变的相对完整状态,并将其推广到三向应力状态;根据等效时间概念,采用修正剑桥模型作为屈服面方程和相关联的流变法则,建立了软土卸荷下三维弹粘塑性模型。并将其作为完全调整状态;修正了Desai提出的扰动函数,在扰动函数中考虑体应变和剪应变的影响,采用DSC理论,建立了软土卸荷下的三维扰动状态模型。 4.将卸荷流变的扰动状态模型应用到近邻地铁隧道的深基坑工程中.利用FLAC~(3D)建立了三维数值模型,对基坑进行了全过程动态施工模拟。计算结果表明:①坑内不同区域开挖对围护结构倾斜灵敏度不一样。开挖墙间留土流变速率显著增加,需分段,限时,平衡对称开挖。②模型可以反映地铁隧道纵向不均匀沉降特征。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李天斌,王兰生;卸荷应力状态下玄武岩变形破坏特征的试验研究[J];岩石力学与工程学报;1993年04期
2 黄润秋;黄达;;卸荷条件下岩石变形特征及本构模型研究[J];地球科学进展;2008年05期
3 聂庆科;胡建敏;黄茂生;;卸荷条件下粉质粘土变形性状研究[J];工程地质学报;2008年03期
4 张伟;曹国云;刘祥梅;;加卸荷对岩石弱化破坏的影响[J];矿业工程;2005年06期
5 宰金珉;张云军;王旭东;常银生;;卸荷状态下黏性土的变形和强度试验研究[J];岩土工程学报;2007年09期
6 郑建业;吴安利;;岩石受压应力应变关系的扰动状态理论描述[J];广东工业大学学报;2008年03期
7 廖奕全;周龙翔;;考虑侧向卸荷的基坑稳定性分析[J];建筑监督检测与造价;2008年09期
8 朱志政;庄心善;何世秀;胡其志;;平面应变条件下土体变形的试验研究[J];科技信息;2010年12期
9 张先伟;王常明;;基于扰动状态概念的结构性软土蠕变模型[J];土木工程学报;2011年01期
10 张后全;刘红岗;贺永年;韩立军;;岩石厚壁圆筒三向压缩下的卸荷试验与岩石强度破坏[J];北京科技大学学报;2011年07期
11 沈军辉,王兰生,王青海,徐进,蒋永生,孙宝俊;卸荷岩体的变形破裂特征[J];岩石力学与工程学报;2003年12期
12 郑建业;葛修润;孙红;;基于扰动状态理论的大理岩三轴受压响应描述[J];上海交通大学学报;2008年06期
13 张黎明;王在泉;孙辉;张迎晖;匡顺勇;;岩石卸荷破坏的变形特征及本构模型[J];煤炭学报;2009年12期
14 李宏哲;夏才初;肖维民;;锦屏水电站大理岩加卸荷本构模型研究[J];岩石力学与工程学报;2010年07期
15 黄伟;沈明荣;张清照;;高围压下岩石卸荷的扩容性质及其本构模型研究[J];岩石力学与工程学报;2010年S2期
16 庄心善,朱志政,朱瑞赓,胡其志;基坑土体卸荷剪切模量真三轴试验研究[J];工业建筑;2005年07期
17 郑建业;葛修润;孙红;;扰动状态理论在岩土力学问题中的应用[J];岩石力学与工程学报;2006年S2期
18 张凯;周辉;潘鹏志;申林方;冯夏庭;张元刚;;不同卸荷速率下岩石强度特性研究[J];岩土力学;2010年07期
19 何世秀,朱志政,杨雪强;基坑土体侧向卸荷真三轴试验研究[J];岩土力学;2005年06期
20 郑建业;葛修润;孙红;;硬化模型描述软化响应扰动状态理论合理性细观分析[J];岩土力学;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 郑建业;吴安利;;应力各向异性响应的扰动状态理论描述[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年
2 贺永年;刘红岗;张后全;蒋斌松;韩立军;;岩石厚壁圆筒三向压缩下的卸荷试验与岩石强度破坏[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
3 王在泉;张黎明;孙辉;;含天然节理灰岩加、卸荷力学特性试验研究[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
4 刘帅;武俊平;李学华;;岩石类材料卸压破坏特征及数值模拟[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
5 薛刚;李奉阁;;损伤RC框架梁模态频率变化试验研究及有限元分析[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
6 王秀艳;孙琳;;华北地区砂性土的卸荷回弹试验研究[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 付艳斌;考虑卸载扰动状态的3D弹粘塑性本构模型及其应用[D];同济大学;2008年
2 张文居;基于典型岸坡深部裂缝的岩石力学试验研究[D];成都理工大学;2009年
3 张成良;深部岩体多场耦合分析及地下空间开挖卸荷研究[D];武汉理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王战鹏;锦屏二级水电站引水隧洞围岩卸荷力学特性试验研究与应用[D];河海大学;2006年
2 朱江棚;长大引水隧洞岩爆机理分析及防治研究[D];河海大学;2007年
3 邓祎文;基坑开挖应力路径试验与有限元变形分析的研究[D];广州大学;2007年
4 张淑朝;基坑开挖坑底土体卸荷回弹试验研究及数值模拟分析[D];天津城市建设学院;2008年
5 赵航;深部大理岩卸荷力学特性及数值模拟研究[D];武汉理工大学;2012年
6 杨丽娜;赤峰黄土的工程地质特性及扰动状态模型的研究[D];吉林大学;2013年
7 陈星;岩体加卸荷破坏的力学特性研究及其工程应用[D];三峡大学;2011年
8 刘文添;超大软土深基坑工程围护结构卸荷力学效应研究[D];广东工业大学;2012年
9 徐亚利;结构性黄土的扰动状态本构模型研究及应用[D];西安建筑科技大学;2011年
10 刘强;山西某高速公路沿线黄土高边坡开挖卸荷前后稳定性变化规律研究[D];西北大学;2012年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978