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基于三剪统一强度理论的多晶冰软化本构模型研究及应用
1
作者
张革
刘星炎
刘恩龙
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期90-98,共9页
随着全球气候变暖情况不断加剧,极地冰川正在加速退缩,冰川发生大规模崩塌、滑塌的频率逐渐增加。冰川冰的主要存在形式为多晶冰,开展多晶冰本构模型研究对于分析冰川稳定性具有重要的意义。本文基于三剪统一强度理论提出了能够反映中...
随着全球气候变暖情况不断加剧,极地冰川正在加速退缩,冰川发生大规模崩塌、滑塌的频率逐渐增加。冰川冰的主要存在形式为多晶冰,开展多晶冰本构模型研究对于分析冰川稳定性具有重要的意义。本文基于三剪统一强度理论提出了能够反映中主应力影响的屈服函数和塑性势函数,考虑黏聚力随加载过程的变化规律,构建了基于等效塑性应变的硬化函数。采用非相关联流动法则建立能够反映多晶冰力学软化特性的弹塑性本构模型,利用多晶冰常规三轴剪切试验结果对提出的本构模型进行验证,结果表明,提出的弹塑性本构模型能够很好地描述多晶冰的偏差应力-轴向应变及体应变-轴向应变行为。随后,预测了不同中主应力系数条件下的多晶冰真三轴偏差应力-轴向应变及体应变-轴向应变行为。预测结果表明:多晶冰偏差应力-轴向应变曲线均表现出明显的软化,随着中主应力影响系数的增加,残余强度和峰值强度不断增加;体应变随着轴向应变的均表现出先体缩后体胀趋势,并且随着中主应力影响系数的增加,最大体缩量和最大体胀量不断增加。推导出多晶冰弹塑性本构模型的有限差分格式,并写入到数值软件Flac^(3d)中,利用单个单元对写入的本构模型的正确性进行了验证。研究结果旨在为冰川的稳定性评价提供理论及数值模拟基础。
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关键词
冰川
稳定性
本构模型
多晶冰
数值模拟
下载PDF
职称材料
考虑多晶冰软化特性的弹塑性损伤本构模型开发及应用
2
作者
张革
曹玲
王成汤
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期1969-1977,共9页
随着全球气候逐渐变暖,冰川、大型冰盖或较厚的冰层发生大规模滑动、崩塌灾害的可能性和危险性不断增加,研究多晶冰的变形特性并建立其本构模型对极地灾害预报具有重要的意义。基于已有的人造多晶冰常规三轴压缩试验数据,发现人造多晶...
随着全球气候逐渐变暖,冰川、大型冰盖或较厚的冰层发生大规模滑动、崩塌灾害的可能性和危险性不断增加,研究多晶冰的变形特性并建立其本构模型对极地灾害预报具有重要的意义。基于已有的人造多晶冰常规三轴压缩试验数据,发现人造多晶冰具有明显的应变软化特征,构建以等效塑性应变为变量的损伤变量,以摩尔-库仑准则为初始屈服函数,采用相适应流动法则,建立了能够反映多晶冰应变软化特征的弹塑性损伤本构模型。利用不同围压、不同温度条件下的常规三轴压缩试验数据对提出的本构模型进行了验证,并对部分模型参数进行了参数敏感性分析。将建立的弹塑性损伤本构模型写入FLAC软件中,利用单个单元的三轴压缩数值模拟对写入的本构模型进行了验证;然后使用写入的弹塑性损伤本构模型对圆柱状试样开展三轴压缩数值模拟,对数值模拟结果进行了详细的分析。研究结果以期为冰川稳定性分析以及冰川多场耦合研究提供理论及数值基础。
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关键词
多晶冰
冰川
稳定性
本构模型
二次开发
数值模拟
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职称材料
题名
基于三剪统一强度理论的多晶冰软化本构模型研究及应用
1
作者
张革
刘星炎
刘恩龙
机构
三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室
三峡大学土木与建筑学院
石河子大学水利建筑工程学院
四川大学水利水电学院
出处
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期90-98,共9页
基金
国家自然科学基金(U22A20596)
兵团青年科技创新人才科研启动基金(2023CB008-28)
宜昌市自然科学研究项目(A23-2-007)。
文摘
随着全球气候变暖情况不断加剧,极地冰川正在加速退缩,冰川发生大规模崩塌、滑塌的频率逐渐增加。冰川冰的主要存在形式为多晶冰,开展多晶冰本构模型研究对于分析冰川稳定性具有重要的意义。本文基于三剪统一强度理论提出了能够反映中主应力影响的屈服函数和塑性势函数,考虑黏聚力随加载过程的变化规律,构建了基于等效塑性应变的硬化函数。采用非相关联流动法则建立能够反映多晶冰力学软化特性的弹塑性本构模型,利用多晶冰常规三轴剪切试验结果对提出的本构模型进行验证,结果表明,提出的弹塑性本构模型能够很好地描述多晶冰的偏差应力-轴向应变及体应变-轴向应变行为。随后,预测了不同中主应力系数条件下的多晶冰真三轴偏差应力-轴向应变及体应变-轴向应变行为。预测结果表明:多晶冰偏差应力-轴向应变曲线均表现出明显的软化,随着中主应力影响系数的增加,残余强度和峰值强度不断增加;体应变随着轴向应变的均表现出先体缩后体胀趋势,并且随着中主应力影响系数的增加,最大体缩量和最大体胀量不断增加。推导出多晶冰弹塑性本构模型的有限差分格式,并写入到数值软件Flac^(3d)中,利用单个单元对写入的本构模型的正确性进行了验证。研究结果旨在为冰川的稳定性评价提供理论及数值模拟基础。
关键词
冰川
稳定性
本构模型
多晶冰
数值模拟
Keywords
glacial stability
constitutive model
polycrystalline ice
numerical simulation
分类号
P343.6 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
考虑多晶冰软化特性的弹塑性损伤本构模型开发及应用
2
作者
张革
曹玲
王成汤
机构
三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室
三峡大学土木与建筑学院
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期1969-1977,共9页
基金
国家重点研发计划(No.2017YFC1501304)。
文摘
随着全球气候逐渐变暖,冰川、大型冰盖或较厚的冰层发生大规模滑动、崩塌灾害的可能性和危险性不断增加,研究多晶冰的变形特性并建立其本构模型对极地灾害预报具有重要的意义。基于已有的人造多晶冰常规三轴压缩试验数据,发现人造多晶冰具有明显的应变软化特征,构建以等效塑性应变为变量的损伤变量,以摩尔-库仑准则为初始屈服函数,采用相适应流动法则,建立了能够反映多晶冰应变软化特征的弹塑性损伤本构模型。利用不同围压、不同温度条件下的常规三轴压缩试验数据对提出的本构模型进行了验证,并对部分模型参数进行了参数敏感性分析。将建立的弹塑性损伤本构模型写入FLAC软件中,利用单个单元的三轴压缩数值模拟对写入的本构模型进行了验证;然后使用写入的弹塑性损伤本构模型对圆柱状试样开展三轴压缩数值模拟,对数值模拟结果进行了详细的分析。研究结果以期为冰川稳定性分析以及冰川多场耦合研究提供理论及数值基础。
关键词
多晶冰
冰川
稳定性
本构模型
二次开发
数值模拟
Keywords
polycrystalline ice
glacier stability
constitutive model
secondary development
numerical simulation
分类号
P343 [天文地球—水文科学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于三剪统一强度理论的多晶冰软化本构模型研究及应用
张革
刘星炎
刘恩龙
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
考虑多晶冰软化特性的弹塑性损伤本构模型开发及应用
张革
曹玲
王成汤
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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