强度理论百年总结 被引量：118

1

作者 俞茂宏 彭一江 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期529-560,共32页

自从1900年著名的Mohr-Coulomb强度理论建立以来,已有100年的历史.在20世纪,关于材料在复杂应力状态下的强度理论进行了大量的理论研究和实验研究工作.本文对材料(包括金属材料、岩石、土、混凝土、冰、铁、聚合物、含能材料等)在复杂... 自从1900年著名的Mohr-Coulomb强度理论建立以来,已有100年的历史.在20世纪,关于材料在复杂应力状态下的强度理论进行了大量的理论研究和实验研究工作.本文对材料(包括金属材料、岩石、土、混凝土、冰、铁、聚合物、含能材料等)在复杂应力状态下强度理论(屈服准则、破坏准则等)的百年发展进行了总结,讨论了各种准则之间的关系,为研究和工程应用中的合理选择破坏准则提供了一种方法.文中还总结了三大系列强度理论、统一屈服准则、统一强度理论和其他各种强度理论,并简述了强度理论的计算机实施,以及多轴疲劳等问题. 展开更多

关键词 统一强度理论 复杂应力状态 破坏准则 屈服准则 混凝土 工程应用 岩石 多轴疲劳 含能材料 聚合物

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碾压混凝土细观结构力学性能的数值模拟 被引量：48

2

作者 彭一江 黎保琨 刘斌 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期19-22,共4页

本文在细观层次上将碾压混凝土看成是由硬化水泥粉煤灰砂浆体、粗骨料颗粒及二者间的粘结带构成的两相非均质复合材料 ,以随机骨料模型代表碾压混凝土的细观结构 ,采用有限元技术模拟了劈拉试件的开裂过程 ,所得碾压混凝土的劈拉强度与... 本文在细观层次上将碾压混凝土看成是由硬化水泥粉煤灰砂浆体、粗骨料颗粒及二者间的粘结带构成的两相非均质复合材料 ,以随机骨料模型代表碾压混凝土的细观结构 ,采用有限元技术模拟了劈拉试件的开裂过程 ,所得碾压混凝土的劈拉强度与试验结果基本吻合 .为碾压混凝土破坏机理的研究、碾压混凝土力学性能的数值模拟提供了新的技术途径 . 展开更多

关键词 碾压混凝土 力学性能 数值模拟

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DDA数值方法在岩质边坡倾倒破坏分析中的应用 被引量：52

3

作者 孙东亚 彭一江 王兴珍 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期39-42,共4页

倾倒是岩质边坡失稳的典型破坏形式之一,而常规的滑动极限平衡分析方法不适宜用于这类边坡的稳定分析。长期以来,Hoek和Bray著《岩石边坡工程》中介绍的Goodman和Bray提出的基于极限平衡原理的分析方法(以下简称G-B法),一直是研究这类... 倾倒是岩质边坡失稳的典型破坏形式之一,而常规的滑动极限平衡分析方法不适宜用于这类边坡的稳定分析。长期以来,Hoek和Bray著《岩石边坡工程》中介绍的Goodman和Bray提出的基于极限平衡原理的分析方法(以下简称G-B法),一直是研究这类问题的主要手段之一,但对其合理性仍有待验证。采用当前国际上发展的一种最新数值分析方法——非连续变形分析(DDA),结合一典型算例对该方法进行验证,对倾倒破坏的失稳变形机理进行分析研究,指出了采用G-B法可能出现的问题。 展开更多

关键词 岩质边坡 DDA数值方法 非连续变形分析 滑动极限平衡方法

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碾压混凝土试件细观损伤断裂的强度与尺寸效应分析 被引量：16

4

作者 黎保琨 彭一江 《华北水利水电学院学报》 2001年第3期50-53,共4页

为了实现碾压混凝土试件强度性能的仿真计算分析 ,在细观层次上将试件看成是由硬化水泥粉煤灰砂浆、粗骨料、二者之间的粘结带及水泥砂浆中间层面形成的非均质复合材料 ,以随机骨料模型代表碾压混凝土的细观结构 ,应用非线性有限元法 ,... 为了实现碾压混凝土试件强度性能的仿真计算分析 ,在细观层次上将试件看成是由硬化水泥粉煤灰砂浆、粗骨料、二者之间的粘结带及水泥砂浆中间层面形成的非均质复合材料 ,以随机骨料模型代表碾压混凝土的细观结构 ,应用非线性有限元法 ,模拟试件的细观损伤断裂 ,从而求得其宏观力学强度 ,据此可解释试件的尺寸效应 .计算结果表明 ,试件的单轴抗压强度及劈裂抗拉强度与试验结果较为吻合 ,试件的尺寸效应符合一般规律 ,该方法为碾压混凝土试件强度性能的数值模拟提供了一种新的技术途径 . 展开更多

关键词 细观损伤断裂 碾压混凝土 随机骨料模型 非线性 有限元 尺寸效应

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预静载对全级配混凝土梁动弯拉强度的影响 被引量：14

5

作者 杜修力 田瑞俊 彭一江 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第2期98-102,共5页

为了探讨预静载对全级配混凝土梁动弯拉强度的影响,本文从全级配混凝土的细观层次出发,将梁的纯弯段视为由水泥砂浆、粗骨料及两者间的黏结带所组成的复合材料。采用既考虑应变率强化效应又计及损伤弱化效应的动态本构模型反映细观单元... 为了探讨预静载对全级配混凝土梁动弯拉强度的影响,本文从全级配混凝土的细观层次出发,将梁的纯弯段视为由水泥砂浆、粗骨料及两者间的黏结带所组成的复合材料。采用既考虑应变率强化效应又计及损伤弱化效应的动态本构模型反映细观单元的损伤退化。通过自编的以位移控制的有限元程序对全级配混凝土梁在不同预静载作用下的破坏机制进行了数值模拟,给出了相应的应力-应变曲线和动弯拉强度。计算结果显示:全级配混凝土梁的动弯拉强度随着预静载的增加而上升。 展开更多

关键词 混凝土梁 细观力学 预静载 动弯拉强度 数值模拟

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基于随机骨料模型的再生混凝土材料细观损伤分析方法 被引量：12

6

作者 党娜娜 彭一江 +1 位作者 周化平 程娟 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期58-62,共5页

为了实现再生混凝土试件强度性能的仿真计算分析,在细观层次上将试件看成是由天然粗骨料、新硬化水泥砂浆、老硬化水泥砂浆、天然粗骨料与老硬化水泥砂浆的老粘结带以及老硬化水泥砂浆与新硬化水泥砂浆的新粘结带形成的五相非均质复合材... 为了实现再生混凝土试件强度性能的仿真计算分析,在细观层次上将试件看成是由天然粗骨料、新硬化水泥砂浆、老硬化水泥砂浆、天然粗骨料与老硬化水泥砂浆的老粘结带以及老硬化水泥砂浆与新硬化水泥砂浆的新粘结带形成的五相非均质复合材料,以随机骨料模型代表再生混凝土的细观结构,应用非线性有限元法模拟试件的细观损伤断裂,从而求得其宏观力学强度和破坏过程,据此可解释试件的破坏机理.计算结果表明,试件的单轴抗压强度与试验结果较为吻合,试件的破坏机理符合一般规律,该方法为再生混凝土试件强度性能的数值模拟提供了一种新的技术途径. 展开更多

关键词 细观损伤断裂 再生混凝土 随机骨料模型 非线性有限元 强度 破坏机理

原文传递

基于基面力概念的一种新型余能原理有限元方法 被引量：12

7

作者 彭一江 金明 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期649-652,共4页

在高玉臣(2003)提出的单元柔度矩阵表达式的基础上,基于基面力的概念,利用余能原理和Lagrange乘子法推导出以基面力为基本未知量的余能原理有限元支配方程张量表达式和节点位移表达式,编制出相应的有限元程序,通过对一些典型的弹性理论... 在高玉臣(2003)提出的单元柔度矩阵表达式的基础上,基于基面力的概念,利用余能原理和Lagrange乘子法推导出以基面力为基本未知量的余能原理有限元支配方程张量表达式和节点位移表达式,编制出相应的有限元程序,通过对一些典型的弹性理论问题的计算分析,数值解与理论解相吻合。研究表明,这种方法简单而有效,是有限元方法的一种新思路,具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 基面力 余能原理 LAGRANGE乘子法 柔度矩阵 有限元

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冲击荷载作用下混凝土抗压强度的细观力学数值模拟 被引量：10

8

作者 杜修力 田瑞俊 +1 位作者 彭一江 田予东 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期213-217,共5页

为研究混凝土在冲击荷载作用下的细观破坏机制,将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的黏结带所构成的三相复合材料,根据瓦拉文公式确定代表骨料的颗粒数,采用蒙特卡罗方法生成随机骨料模型.采用双折线损伤模型描述混凝土细观单元的损... 为研究混凝土在冲击荷载作用下的细观破坏机制,将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的黏结带所构成的三相复合材料,根据瓦拉文公式确定代表骨料的颗粒数,采用蒙特卡罗方法生成随机骨料模型.采用双折线损伤模型描述混凝土细观单元的损伤退化.利用非线性有限元方法对湿筛混凝土立方体小试件和全级配混凝土立方体大试件在冲击荷载作用下的细观破坏机制进行数值模拟,给出了试件的应力-应变曲线和动态抗压强度.研究结果表明,数值模拟所得的结果与实验结果表现出较好的一致性. 展开更多

关键词 混凝土 冲击荷载 细观损伤 数值模拟

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考虑岩体侧面阻滑力影响的重力坝深层抗滑稳定分析 被引量：2

9

作者 徐慰祖 黎保琨 彭一江 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第1期44-52,共9页

本文从准平面问题的基本原理出发,用非线性弹簧单元模拟侧面阻滑力作用,建立了一种可以考虑岩体侧面阻滑力影响的重力坝深层抗滑稳定分析的非线性有限元实用计算方法,并编制了相应的ZMF—2电算程序。通过模型试验验证和算例说明此种方... 本文从准平面问题的基本原理出发,用非线性弹簧单元模拟侧面阻滑力作用,建立了一种可以考虑岩体侧面阻滑力影响的重力坝深层抗滑稳定分析的非线性有限元实用计算方法,并编制了相应的ZMF—2电算程序。通过模型试验验证和算例说明此种方法是可行的。 展开更多

关键词 重力坝 岩体 抗滑 稳定分析

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基于基面力概念的余能原理任意网格有限元方法 被引量：8

10

作者 彭一江 金明 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期41-45,56,共6页

利用基面力概念,给出一种任意形状网格都可以使用的柔度矩阵表达式的具体形式,运用拉格朗日乘子法得到以基面力为基本未知量的余能原理有限元支配方程,提出计算节点位移的表达式,编制出相应的任意网格有限元计算程序。该文对不同形状的... 利用基面力概念,给出一种任意形状网格都可以使用的柔度矩阵表达式的具体形式,运用拉格朗日乘子法得到以基面力为基本未知量的余能原理有限元支配方程,提出计算节点位移的表达式,编制出相应的任意网格有限元计算程序。该文对不同形状的单元网格以及畸变网格进行了计算分析,并与理论解和传统的有限元进行了对比和讨论。结果表明:该方法可以适用于任意形状的有限元网格,对网格的畸变不敏感。 展开更多

关键词 有限元 余能 柔度矩阵 基面力 任意网格

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不同应变率下再生混凝土动态力学性能分析 被引量：8

11

作者 崔云璇 应黎坪 +1 位作者 陈曦昀 彭一江 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期1547-1553,共7页

基于动态损伤问题的势能原理基面力元法,利用再生混凝土随机圆骨料模型,针对应变率敏感性对再生混凝土动态力学性能的影响问题进行研究,讨论了不同应变率(10-5/s^10-2/s)下,再生混凝土立方体试件的应力—应变关系的变化规律。研究结果表... 基于动态损伤问题的势能原理基面力元法,利用再生混凝土随机圆骨料模型,针对应变率敏感性对再生混凝土动态力学性能的影响问题进行研究,讨论了不同应变率(10-5/s^10-2/s)下,再生混凝土立方体试件的应力—应变关系的变化规律。研究结果表明:随应变率的增大,试件的峰值应力、弹性模量逐渐增大,基面力元法可以用于模拟再生混凝土细观结构和宏观动态力学性能的关系。 展开更多

关键词 基面力元法 随机圆骨料模型 应变率 再生混凝土 动态力学性能

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碾压混凝土层面抗剪强度的细观数值研究 被引量：7

12

作者 彭一江 黎保琨 屈彦玲 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2004年第3期84-87,共4页

碾压混凝土 (RCC)层面抗剪强度关系到碾压混凝土坝的安全。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构 ,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件的细观损伤断裂和抗剪强度 ,将所得数值结果与混凝土重力坝设计规范参考值比较 ,结果较... 碾压混凝土 (RCC)层面抗剪强度关系到碾压混凝土坝的安全。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构 ,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件的细观损伤断裂和抗剪强度 ,将所得数值结果与混凝土重力坝设计规范参考值比较 ,结果较为吻合。同时对直剪试验尺寸效应进行研究 ,并给出提高层面抗剪能力的措施。 展开更多

关键词 抗剪强度 碾压混凝土层面 RCC 砂浆层面 混凝土重力坝 骨料

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均匀化在数值混凝土单轴拉伸试验中的应用 被引量：5

13

作者 杜修力 田瑞俊 彭一江 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2007年第5期742-746,共5页

目的研究湿筛混凝土、全级配混凝土的抗拉强度,进一步掌握混凝土的细观结构与宏观力学性能间的关系.方法将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所构成的三相复合材料,利用蒙特卡罗方法生成混凝土随机骨料模型.采用双折线损伤演... 目的研究湿筛混凝土、全级配混凝土的抗拉强度,进一步掌握混凝土的细观结构与宏观力学性能间的关系.方法将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所构成的三相复合材料,利用蒙特卡罗方法生成混凝土随机骨料模型.采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相单元的损伤退化.利用非线性有限元方法对一级配混凝土试件的轴拉实验进行了数值分析;在二级配混凝土试件的轴拉实验中验证了均匀化的正确性;在全级配混凝土轴拉实验中应用了均匀化方法.结果得到一级配混凝土的抗拉强度为2.5 MPa,二级配混凝土的抗拉强度为1.96 MPa,四级配混凝土的抗拉强度为1.72 MPa.结论采用均匀化方法预测全级配混凝土的宏观力学性能是可行的.数值模拟所得的结果与实验结果表现出较好的一致性. 展开更多

关键词 均匀化 数值混凝土 随机骨料模型 单轴拉伸

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基于细观层次的混凝土断裂过程及破坏机理的数值分析 被引量：4

14

作者 彭一江 王玉华 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2006年第8期110-114,共5页

笔者利用蒙特卡罗方法随机生成混凝土的骨料分布,以模拟混凝土的细观结构;利用非线性有限元方法从细观层次上对混凝土试件的断裂过程进行数值分析,采用3种不同骨料分布的混凝土试件分别研究了混凝土试件在单轴受拉和单轴受压时的破坏机... 笔者利用蒙特卡罗方法随机生成混凝土的骨料分布,以模拟混凝土的细观结构;利用非线性有限元方法从细观层次上对混凝土试件的断裂过程进行数值分析,采用3种不同骨料分布的混凝土试件分别研究了混凝土试件在单轴受拉和单轴受压时的破坏机理。研究结果表明:混凝土的断裂主要发生在骨料与砂浆的粘结面上;试件在单轴受拉时的裂纹沿垂直于最大拉应力的方向扩展;而试件在单轴受压时的裂纹沿平行于最大压应力的方向扩展;数值研究还发现:裂缝的扩展方式不是直线和连续的,而是弯曲的,还出现裂纹交错分叉以及所谓的裂缝面桥现象。 展开更多

关键词 混凝土 细观层次 裂纹 断裂 破坏 随机骨料模型 数值分析

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基于基面力概念的新型势能原理有限元方法 被引量：6

15

作者 彭一江 金明 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期687-692,共6页

针对势能原理有限元方法中单元刚度矩阵的显示表达问题,从基面力的概念出发,利用单元刚度矩阵显示表达式,建立了基于基面力概念的势能原理有限元法的数学模型,编制出MATLAB语言的有限元程充序,将该方法应用于解决一些典型的弹性理论问题... 针对势能原理有限元方法中单元刚度矩阵的显示表达问题,从基面力的概念出发,利用单元刚度矩阵显示表达式,建立了基于基面力概念的势能原理有限元法的数学模型,编制出MATLAB语言的有限元程充序,将该方法应用于解决一些典型的弹性理论问题,进行了各种形状单元的对比计算和分析,数值解与理论解相吻合,从而验证了该方法的可行性． 展开更多

关键词 基面力 势能原理 有限元 刚度矩阵

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新型高效节能立轴岩心钻机的开发与应用 被引量：6

16

作者 彭一江 韩兰新 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2008年第10期23-27,共5页

介绍了新型绳索取心钻杆及新型机械传动不停车倒杆立轴岩心钻机的特点及应用效果。分析了提高岩心钻探施工效率、降低成本、节能降耗的技术措施,同时提出了未来地质岩心钻机的发展方向及建议。

关键词 立轴钻机 全液压钻机 不停车倒杆 回转器 绳索取心钻进

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基面力的概念在势能原理有限元中的应用 被引量：5

17

作者 彭一江 金明 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期1-4,9,共5页

为了改进传统的势能原理有限元方法,利用高玉臣(2003)的单元刚度矩阵精确表达式,给出了一种基于基面力概念的势能原理有限元计算方法和相应的积分显示有限元列式,利用MAT-LAB计算机语言编制出基面力有限元计算程序,针对几个典型的平面... 为了改进传统的势能原理有限元方法,利用高玉臣(2003)的单元刚度矩阵精确表达式,给出了一种基于基面力概念的势能原理有限元计算方法和相应的积分显示有限元列式,利用MAT-LAB计算机语言编制出基面力有限元计算程序,针对几个典型的平面弹性理论问题进行数值研究.结果表明,数值解与理论解相吻合. 展开更多

关键词 基面力 势能原理 有限元 刚度矩阵

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基面力概念在几何非线性余能有限元中的应用 被引量：4

18

作者 彭一江 刘应华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期496-501,共6页

以基面力为基本未知量描述一个弹性系统的应力状态并表征单元的余能,将大变形的余能分解为变形余能部分和转动余能部分,采用Lagrange乘子法放松单元的平衡方程,利用已有的弹性大变形余能原理建立了一种几何非线性显式有限元模型,编制了... 以基面力为基本未知量描述一个弹性系统的应力状态并表征单元的余能,将大变形的余能分解为变形余能部分和转动余能部分,采用Lagrange乘子法放松单元的平衡方程,利用已有的弹性大变形余能原理建立了一种几何非线性显式有限元模型,编制了相应的几何非线性余能原理有限元程序.数值算例表明:该方法具有较好的收敛性和计算精度,可进行大载荷步的大位移、大转动计算. 展开更多

关键词 基面力 几何非线性 余能 有限元 大转动

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混凝土压缩断裂过程及尺寸效应的数值模拟 被引量：4

19

作者 田瑞俊 杜修力 彭一江 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2008年第4期68-72,112,共6页

将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所构成的三相复合材料,利用蒙特卡罗方法生成混凝土随机骨料模型。在此基础上,采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相单元的损伤退化。利用非线性有限元方法对湿筛、三级配、四级配混... 将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所构成的三相复合材料,利用蒙特卡罗方法生成混凝土随机骨料模型。在此基础上,采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相单元的损伤退化。利用非线性有限元方法对湿筛、三级配、四级配混凝土试件的单轴受压破坏过程进行了数值分析,从而对试件的抗压强度进行了尺寸效应分析。研究结果表明,数值模拟所得的结果与试验结果表现出较好的一致性,混凝土的断裂主要发生在骨料与砂浆的粘结面上,裂纹沿平行于最大压应力的方向扩展。 展开更多

关键词 混凝土 数值分析 随机骨料模型 单轴压缩 尺寸效应

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基于数字图像处理技术的再生混凝土数值模拟 被引量：5

20

作者 杨欣欣 应黎坪 彭一江 《河北工业科技》 CAS 2018年第5期329-334,共6页

为了研究骨料形态对再生混凝土材料力学性能的影响,基于势能原理的基面力元法,利用图像处理技术和MATLAB软件,建立了再生混凝土真实骨料细观模型。应用FORTRAN分析软件对再生混凝土试件进行单轴拉伸试验的数值模拟,研究了真实骨料细观... 为了研究骨料形态对再生混凝土材料力学性能的影响,基于势能原理的基面力元法,利用图像处理技术和MATLAB软件,建立了再生混凝土真实骨料细观模型。应用FORTRAN分析软件对再生混凝土试件进行单轴拉伸试验的数值模拟,研究了真实骨料细观模型再生混凝土宏观应力-应变曲线变化规律和试件的破坏形态。结果显示,真实骨料模型得到的宏观应力-应变曲线和试验曲线吻合度较高,骨料形状对试件的破坏形态影响较小。模型可真实地模拟再生混凝土在单轴拉伸作用下的损伤破坏过程,准确地反映试件的实际骨料形态。 展开更多

关键词 非金属建筑材料 数字图像 基面力元法 再生混凝土 损伤分析

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