收藏本站
《中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

岩土材料屈服破坏准则研究

高红  
【摘要】: 岩土材料的屈服和破坏是岩土工程中最基础也是最为重要的问题,前人对此已开展了大量的研究工作并取得了丰富的研究成果,但由于岩土材料力学性质的复杂性,目前仍存在一些问题尚未很好的解决:如何反映岩土材料不同于金属的特殊力学性质,如何建立岩土材料的能量屈服准则,如何描述破坏,仍有待进一步研究。针对上述问题,本文比较了岩土材料与金属的性质差异,认为岩土材料属于多相体的摩擦型材料,基于此建立了岩土材料的三剪能量屈服准则,并从应力、应变、能量角度对材料屈服准则进行了系统的研究;通过分析材料的屈服和破坏,建立了岩土材料延性剪切破坏的应变标准。本文主要研究成果概括如下: (1)在比较岩土类材料与金属的材料特性差异及由此导致的力学性质差异的基础上,认为岩土类材料属于多相体的摩擦型材料,具有内摩擦性质,分析了岩土材料的抗剪强度机理并重点讨论了摩擦强度,基于此给出了不同类型材料弹性应变能的计算公式。 (2)从能量角度对岩土材料的屈服进行研究,在分析岩土材料破坏特性的基础上建立了岩土类材料的三剪能量屈服准则及其相应的Drucker-Prager准则,并利用真三轴试验结果进行了验证,结果表明三剪能量准则比Mohr-Coulomb准则误差小,更接近试验结果。最后从应力、应变、能量角度对材料屈服准则进行了系统的研究。 (3)基于前面提出的三剪能量屈服准则,建立了岩土材料的理想弹塑性三剪能量本构模型并进行了数值实现,研究了三剪能量本构模型在边坡稳定、洞室开挖、地基承载力等工程中的应用并取得了良好效果,算例分析表明,Mohr-Coulomb模型比三剪能量模型偏于保守。 (4)对材料的屈服和破坏进行分析,认为屈服和破坏是两个不同的概念,应力达到极限同时应变也达到极限才是真正的破坏。比较了屈服和破坏应采用的不同描述方式,建立了岩土材料延性剪切破坏的应变标准,并推导了最大主剪应变的计算公式,最后从研究初始屈服—塑性区贯通—破坏过程开始进行了一些初步的探讨。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU43

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张雪颖;阮怀宁;贾彩虹;;基于粒子群算法的多剪强度准则研究[J];矿业研究与开发;2010年05期
2 唐伟;张红薇;;浅埋偏压双连拱隧道施工顺序的有限元数值模拟分析[J];铁道标准设计;2011年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 钟正强;隧道围岩非线性特征描述及其稳定性的数值计算研究[D];中南大学;2010年
2 梁恒昌;Tresca材料椭球形孔扩张问题研究[D];中国矿业大学;2010年
3 邵磊;基于裂缝扩展细观模拟的堆石料流变特性研究[D];大连理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 杨绪祥;基于能量释放率的地下工程稳定性研究[D];昆明理工大学;2011年
2 马乐;边坡稳定性数值模拟及锚索加固的研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
3 陈伟;悬锚式挡土墙有限元分析与强度理论应用研究[D];长安大学;2012年
4 杨冲;厚煤层大采高综采工作面采场围岩稳定性研究[D];北方工业大学;2013年
5 刘姗姗;一种无粘性土的修正空间滑动面本构模型及试验验证[D];广东工业大学;2013年
6 韩磊;巨厚软土层桩体横向变形特性研究[D];石家庄铁道大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 察美峰,孔广亚,贾立宏;岩体工程系统失稳的能量突变判断准则及其应用[J];北京科技大学学报;1997年04期
2 陈进,黄薇,段云岭;孔口结构混凝土的开裂准则[J];长江科学院院报;2001年03期
3 周筑宝,卢楚芬,郑学军;按能量原理建立强度理论的新探索与展望[J];长沙铁道学院学报;1996年04期
4 彭克银,尹祥础;加卸载响应比与应变能加速释放的临界现象讨论[J];地震;2004年03期
5 宋玉普,赵国藩;应变空间混凝土的破坏准则[J];大连理工大学学报;1991年04期
6 栾茂田,许成顺,刘占阁,郭莹;一般应力条件下土的抗剪强度参数探讨[J];大连理工大学学报;2004年02期
7 廖小平;滑坡破坏时间预报新理论探讨[J];地质灾害与环境保护;1994年03期
8 栾茂田,武亚军,年廷凯;强度折减有限元法中边坡失稳的塑性区判据及其应用[J];防灾减灾工程学报;2003年03期
9 V.Kukshenko;S.Elizarov;张晖辉;颜玉定;;加卸载响应比(LURR)、矩/能量加速释放(AM/ER)、态矢量:岩石试件破坏前兆的实验研究[J];世界地震译丛;2005年02期
10 郑颖人;赵尚毅;邓楚键;刘明维;唐晓松;张黎明;;有限元极限分析法发展及其在岩土工程中的应用[J];中国工程科学;2006年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄亚娟;赵均海;田文秀;冯红波;;考虑角隅的轻骨料混凝土的四参数统一强度破坏准则[J];四川建筑科学研究;2008年06期
2 董璞;刘金龙;李亮辉;;强度折减有限元法分析边坡稳定性的精度探讨[J];四川建筑科学研究;2009年02期
3 曹平;朱宝龙;陈强;;基于突变理论的土质边坡非线性演化分析[J];四川建筑科学研究;2009年06期
4 张雪颖;阮怀宁;贾彩虹;;岩石损伤力学理论研究进展[J];四川建筑科学研究;2010年02期
5 杨萍;陈洪;;对强度折减法中折减系数的讨论[J];四川建筑科学研究;2010年04期
6 姜立新;;边坡稳定安全系数影响因素探讨[J];四川建筑科学研究;2010年05期
7 张磊;岑国平;顾强康;;基于强度折减法的岩溶区高填土地基稳定性分析[J];四川建筑科学研究;2011年04期
8 胡建平;刘亚莲;周翠英;;土石坝失稳的尖点突变模型与临界条件[J];四川建筑科学研究;2011年05期
9 苏夏征;程峰;莫时雄;李毅;;相空间重构技术在边坡位移预测中的应用[J];安徽建筑;2008年05期
10 袁家玮;朱朝辉;;有限元与极限平衡结合分析边坡稳定性[J];安徽建筑;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑颖人;;岩土材料的破坏与极限分析方法的发展[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 朱建明;王晓纯;张宏涛;;沿空掘巷下护巷窄煤柱稳定性分析[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
3 薛雷;孙强;秦四清;刘汉东;黄鑫;;非均质边坡强度折减法折减范围研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
4 郝明辉;张艳红;陈厚群;;基于材料非线性的坝体—地基体系损伤本构模型研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
5 李明;梁力;刘冬霞;王伟;;珲春紫金矿尾矿坝安全稳定性计算[A];2010年第三届尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2010年
6 俞茂宏;廖红建;龚晓南;唐春安;胡小荣;;20世纪在中国的强度理论发展和创新[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
7 邓安福;李端文;曾祥勇;周常春;;土的本构模型的应用与分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
8 刘元雪;施建勇;;基于应力空间变换的重塑土本构模型[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
9 张明义;周伟;;静压桩贯入地基的模拟计算[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
10 尹祥础;;地震预测与地震控制[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戚增坤;突变控制机制及其在船舶非线性横摇运动中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 朱剑锋;考虑扰动影响的土体性状研究[D];浙江大学;2011年
5 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 王旭宏;大同矿区“三硬”煤层冲击地压发生机理研究[D];太原理工大学;2010年
7 刘飞;吉林敦化地区草炭土特性的时间效应研究[D];吉林大学;2011年
8 康富中;深埋超大规模地下铁路车站结构方案及关键支护参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
9 郭小红;厦门翔安海底隧道风化槽衬砌结构稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
10 吴坤铭;边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究[D];合肥工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪国华;近距离上保护层开采卸压范围及临界层间距研究[D];河南理工大学;2010年
2 李克建;济南燕翅山山体变形机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
3 刘武麟;临近断层回采巷道围岩变形特征及支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
4 左贵强;沿空动压巷道平衡支护技术研究与应用[D];山东科技大学;2010年
5 滕彦磊;塑性混凝土防渗墙应力变形有限元分析[D];郑州大学;2010年
6 陈丽刚;基于ABAQUS渗流与应力耦合作用的边坡稳定性分析[D];郑州大学;2010年
7 张美政;复合结构柔性反底拱应用于软岩峒室稳定性控制研究[D];山东农业大学;2010年
8 孔伟;小型土石坝防渗加固前后渗流及稳定分析[D];长沙理工大学;2010年
9 赵文建;百色膨胀土堑坡开挖的演化规律及柔性支护技术研究[D];长沙理工大学;2010年
10 张杨;尾矿坝抗滑稳定可靠度分析[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董璞;刘金龙;李亮辉;;强度折减有限元法分析边坡稳定性的精度探讨[J];四川建筑科学研究;2009年02期
2 杨旭鑫;;桥坡段深厚层有机质软土的处理[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2008年03期
3 郑颖人,赵尚毅,时卫民,林丽;边坡稳定分析的一些进展[J];地下空间;2001年04期
4 王维娟,黄乘规,周芝英,马希文;厚壁筒中的温度分布[J];北京大学学报(自然科学);1958年04期
5 察美峰,孔广亚,贾立宏;岩体工程系统失稳的能量突变判断准则及其应用[J];北京科技大学学报;1997年04期
6 ;Comprehensive assessment on dynamic roof instability under fractured rock mass conditions in the excavation disturbed zone[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年01期
7 宁建国,刘海燕,黄筑平;理想塑性材料中椭圆孔附近的塑性滑移线场解[J];北京理工大学学报;1999年S1期
8 张实斌;;浅析箱型重力式挡土墙的应用[J];辽宁科技学院学报;2010年03期
9 张伟,孙波,查子初,崔维成;自紧厚壁筒表面裂纹的应力强度因子研究[J];船舶力学;2000年04期
10 张伟,李雪玲,梁斌,谢镭;内压厚壁筒结构的可靠性分析和可靠性优化设计[J];船舶力学;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 陈存礼;谢定义;史宏彦;;饱和砂土的剪正应力比与正剪应变比之间关系的试验研究[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年
2 王思敬;杨志法;傅冰骏;;中国岩石力学与岩石工程的世纪成就与展望[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
3 王丙成;杜厚永;;综采工作面煤壁片帮的原因及预防[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2010年学术年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张磊;水平荷载作用下单桩性状研究[D];浙江大学;2011年
3 李月健;土体内球形空穴扩张及挤土桩沉桩机理研究[D];浙江大学;2001年
4 周成;结构性土的本构描述与数值模拟[D];南京水利科学研究院;2002年
5 罗战友;静压桩挤土效应及施工措施研究[D];浙江大学;2004年
6 吴春秋;非线性有限单元法在土体稳定分析中的理论及应用研究[D];武汉大学;2004年
7 汪鹏程;软化剪胀土中孔扩张理论及沉桩挤土性状研究[D];浙江大学;2005年
8 张锐;基于离散元细观分析的土壤动态行为研究[D];吉林大学;2005年
9 杨新辉;脆性/韧性断裂机理与判据及裂尖变形理论研究[D];大连理工大学;2005年
10 张永生;土体稳定性弹塑性大变形有限元分析[D];哈尔滨工程大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔磊;寺河矿二号井15号煤层坚硬顶板采场矿压控制研究[D];太原理工大学;2011年
2 解佳楠;边坡变形灾害监测治理信息技术研究[D];北方工业大学;2011年
3 蔡汉成;边坡地震动力响应及其破坏机制研究[D];兰州大学;2011年
4 田建良;大采高综采面煤壁片帮机理及控制技术研究[D];安徽理工大学;2011年
5 王志谦;悬锚式挡土墙结构的研究[D];长安大学;2000年
6 夏均民;大采高综采围岩控制与支架适应性研究[D];山东科技大学;2004年
7 陈琰;岩土边坡的有限元稳定性分析[D];河海大学;2006年
8 石长;基于ANSYS的岩土参数优化反分析和边坡稳定性分析[D];南京航空航天大学;2006年
9 李维维;用ANSYS作考虑渗透压的边坡稳定分析[D];贵州大学;2006年
10 胡国伟;大采高综采工作面矿压显现特征及控制研究[D];太原理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 赵奎;邓晓平;曾鹏;伍跃胜;;三轴试验确定抗剪强度参数的计算方法[J];矿业研究与开发;2013年04期
2 郇澜;;浅埋隧道施工监测与三维有限元仿真模拟[J];铁道标准设计;2012年01期
3 张世清;;隧道地下风机房洞室群围岩稳定性三维有限元模拟[J];西安科技大学学报;2012年06期
4 张运良;万民科;王昌胜;聂子云;宋杰;;浅埋偏压连拱隧道施工方案数值模拟[J];公路与汽运;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 买合木提·巴拉提;动水条件下破损岩体边坡变形破坏机理与应用研究[D];新疆农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 谢腾;高速公路连拱隧道施工扰动影响研究[D];长沙理工大学;2012年
2 王昌胜;浅埋偏压连拱隧道施工顺序及支护结构力学行为研究[D];中南大学;2012年
3 郇澜;中条山公路隧道地下风机房洞室群围岩稳定性分析[D];西安科技大学;2012年
4 秦阳;大埋深岩爆高风险隧洞围岩稳定性与锚杆参数研究[D];西南交通大学;2013年
5 王明;偏压拱形隧道弹性抗力分布规律的研究[D];西安科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵尚毅,郑颖人,唐树名;路堑边坡施工顺序对边坡稳定性影响数值模拟分析[J];地下空间;2003年04期
2 宋雅坤;郑颖人;赵尚毅;雷文杰;;有限元强度折减法在三维边坡中的应用研究[J];地下空间与工程学报;2006年05期
3 李长洪,蔡美峰,乔兰,王双红;岩石全应力-应变曲线及其与岩爆关系[J];北京科技大学学报;1999年06期
4 张继春;钮强;徐小荷;;岩体爆破块度预测模型研究综述[J];爆破;1992年04期
5 宗琦,杨吕俊;岩石中爆炸冲击波能量分布规律初探[J];爆破;1999年02期
6 王德禹,张善元,杨桂通;静力预加载结构冲击屈曲的突变模型[J];爆炸与冲击;1993年03期
7 杨小林,王树仁;岩石爆破损伤断裂的细观机理[J];爆炸与冲击;2000年03期
8 陈剑平;岩土体变形的耗散结构认识[J];长春科技大学学报;2001年03期
9 黄薇,陈进;带有不同配筋率的混凝土单向拉伸试验[J];长江科学院院报;2000年02期
10 陈进,黄薇,段云岭;孔口结构混凝土的开裂准则[J];长江科学院院报;2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 郑颖人;胡文清;王敬林;;强度折减有限元法及其在隧道与地下洞室工程中的应用[A];中国土木工程学会第十一届、隧道及地下工程分会第十三届年会论文集[C];2004年
2 郑颖人;赵尚毅;;滑(边)坡支挡结构设计中的一些问题[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 史宏彦;无粘性土的应力矢量本构模型[D];西安理工大学;2000年
2 左宇军;动静组合加载下的岩石破坏特性研究[D];中南大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孔位学;芮勇勤;董宝弟;;岩土材料在非关联流动法则下剪胀角选取探讨[J];岩土力学;2009年11期
2 高智伟;赵吉东;姚仰平;;岩土材料的各向异性强度准则[J];岩土力学;2011年S1期
3 樊赟赟;王思敬;王恩志;刘晓丽;;岩土材料剪切破坏点安全系数的研究[J];岩土力学;2009年S2期
4 尹小涛;郑亚娜;马双科;;基于颗粒流数值试验的岩土材料内尺度比研究[J];岩土力学;2011年04期
5 黄耀英;郭兴文;吴中如;;基于遗传模拟退火算法的岩土弹-粘塑性参数反分析[J];水利水运工程学报;2006年04期
6 李凡;;岩土材料破损特性的颗粒流研究[J];土木工程学报;2007年09期
7 李晓军;张金夫;刘凯年;张肖宁;;基于CT图像处理技术的岩土材料有限元模型[J];岩土力学;2006年08期
8 周安楠;姚仰平;;经典弹塑性力学体系下岩土材料的本构方程[J];力学与实践;2006年06期
9 蒋斌松;周国庆;;岩土类材料松弛模量的确定[J];岩土力学;2006年S1期
10 姚仰平;孙凯;路德春;;岩土材料塑性应变增量方向的确定[J];力学学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘元雪;郑颖人;;岩土塑性理论的基本问题研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
2 陈书宇;;岩土工程中的有限单元法研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
3 ;《岩土材料流变及其工程应用》一书“前言”的有关部分(摘引)[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年
4 沈珠江;陈铁林;;岩土力学分析新理论:岩土破损力学[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(上册)[C];2003年
5 王东东;;岩土材料破坏分析的高效无网格法研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
6 杨光华;;岩土材料不符合Drucker公设的一个证明[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
7 沈珠江;陈铁林;;岩土破损力学:基本概念、目标和任务[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
8 毛安雄;邹循华;倪先光;;经典弹塑性力学体系下的岩土双屈服面模型[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2008年
9 孔亮;花丽坤;;基于颗粒物质力学与连续介质热力学的岩土本构模拟方法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 骆志勇;李朝弟;;岩土材料厚壁圆筒的渐进破坏分析[A];中国土木工程学会第七届土力学及基础工程学术会议论文集[C];1994年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 上海浦高工程(集团)有限公司 宋昱亮;Drucker—Prager模型及其发展演化[N];建筑时报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于雪梅;岩土材料中球形孔洞膨胀问题的力学分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李海波;岩土力学连续介质本构模型研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 张向霞;各向异性软岩的渗流耦合本构模型[D];同济大学;2006年
4 李建光;岩土类材料的损伤本构模型及其在冲击动力学问题中的应用[D];中国科学技术大学;2007年
5 高红;岩土材料屈服破坏准则研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
6 郭璇;率独立耗散岩土材料多变形机制的热力学建模方法及其应用[D];北京交通大学;2007年
7 尹小涛;岩土材料工程性质数值试验研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
8 陈铖;基于模糊集塑性理论的无粘性土循环荷载本构模型研究[D];中南大学;2010年
9 周雷;多孔介质失稳特性研究与化学—水力—力学耦合流形元分析[D];大连理工大学;2007年
10 迟明杰;砂土的剪胀性及本构模型的研究[D];北京交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯樊;岩土材料拉伸强度仪研制与虚拟力学性能仿真[D];西安科技大学;2010年
2 吴刚;岩土材料导热系数及水源热泵室内模拟试验研究[D];吉林大学;2009年
3 刘继国;岩土材料应变局部化数值模拟研究[D];武汉大学;2004年
4 彭相华;BC-RBF神经网络及其在岩土本构模型中的应用研究[D];湘潭大学;2008年
5 张升;岩土材料本构模型的损伤统计理论研究[D];湖南大学;2005年
6 田仕明;高边坡在降雨条件下的稳定性分析[D];昆明理工大学;2011年
7 李业龙;地铁隧道洞桩法施工对邻近桥基影响的时间效应分析[D];北京交通大学;2007年
8 周伟;“PBA”工法施工对临近桥桩和上覆管线的影响及其力学机理分析[D];北京交通大学;2008年
9 高晓辉;裂缝带黄土的力学特性和二元介质模型的建立[D];长安大学;2006年
10 马艺;岩石在不同应力条件下的分叉分析[D];重庆大学;2007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