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非饱和土的本构模型研究 被引量:33
1
作者 缪林昌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期855-860,共6页
引用平均土骨架应力的概念,研究推导出非饱和土的刚度参数随吸力变化而变化的关系式,进而推导得到用平均土骨架应力表述的非饱和土LC屈服面函数以及硬化规律。从土力学原理推导,得到土样由于在净应力和吸力作用下产生体积变形引起土样... 引用平均土骨架应力的概念,研究推导出非饱和土的刚度参数随吸力变化而变化的关系式,进而推导得到用平均土骨架应力表述的非饱和土LC屈服面函数以及硬化规律。从土力学原理推导,得到土样由于在净应力和吸力作用下产生体积变形引起土样饱和度变化的关系式。由平均土骨架应力推广,得到三轴应力状态的椭圆屈服函数,这一非饱和土本构模型的优点在于考虑了应力作用后土样饱和度的变化,通过对已有试验数据的初步验证,表明提出的非饱和土本构模型的合理性和适用性。 展开更多
关键词 非饱和土 土本构模 饱和度 LC屈服 硬化规律
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土本构模型研究的现状及展望 被引量:3
2
作者 张彬 王钊 +2 位作者 彭亚明 张伟 马天骏 《桂林工学院学报》 2003年第3期274-278,共5页
土本构模型课题,是理论土力学中最基础、最重要的研究内容。正确建立并合理应用土本构模型,对于提高岩土工程的计算精度,具有重要意义。论述了土的非线性弹性模型、弹塑性模型、粘弹塑性模型、结构性及损伤模型、内时模型等研究领域的... 土本构模型课题,是理论土力学中最基础、最重要的研究内容。正确建立并合理应用土本构模型,对于提高岩土工程的计算精度,具有重要意义。论述了土的非线性弹性模型、弹塑性模型、粘弹塑性模型、结构性及损伤模型、内时模型等研究领域的主要成就和最新进展;结合21世纪岩土工程发展方向,对诸如建立复杂应力状态本构模型、非饱和土本构模型、结构性模型等有待深入研究的领域的发展动向进行了展望。 展开更多
关键词 理论土力学 土本构模 展望
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锚泊线与海底接触的有限元建模及其非线性分析 被引量:7
3
作者 余龙 谭家华 《中国海洋平台》 2005年第2期25-29,共5页
建立了锚泊线与海底接触的模型,计算了水中锚泊线的空间形态和应力分布数值,分析了锚泊线动力和导缆孔的应力变化状况。采用弹塑性的土本构模型对海底基础建模,分析了锚泊线与海底有无摩擦情况下的应力和变形,为锚泊线的设计提供新的分... 建立了锚泊线与海底接触的模型,计算了水中锚泊线的空间形态和应力分布数值,分析了锚泊线动力和导缆孔的应力变化状况。采用弹塑性的土本构模型对海底基础建模,分析了锚泊线与海底有无摩擦情况下的应力和变形,为锚泊线的设计提供新的分析方法。 展开更多
关键词 锚泊线动力 与海底接触 土本构模
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循环载荷下砂质土的本构模型 被引量:5
4
作者 章根德 韦昌富 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期299-304,共6页
提出了一个描述砂质土循环载荷条件下主要特性的本构模型,并且采用不同围压下多种加载途径的土力学实验确定了模型中的待定材料常数.由本构模型的增量表达式数值积分计算所得到的理论曲线与不同应力路径下实验曲线十分接近.经实验验... 提出了一个描述砂质土循环载荷条件下主要特性的本构模型,并且采用不同围压下多种加载途径的土力学实验确定了模型中的待定材料常数.由本构模型的增量表达式数值积分计算所得到的理论曲线与不同应力路径下实验曲线十分接近.经实验验证这种本构模型能广泛地应用土工问题的弹-塑性有限元分析中. 展开更多
关键词 砂质土 循环载荷 土本构模 材料常数
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基于耦合应力建立土本构模型的方法 被引量:5
5
作者 姚仰平 祝恩阳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1922-1929,共8页
土的平均应力与广义剪应力在引起塑性应变时会相互交叉影响,为此从反映该交叉影响的剪胀试验规律出发,构造了一个能综合考虑平均应力与广义剪应力交叉作用的耦合应力。在对已有的黏土应力应变试验规律分析的基础上,引用微积分学中曲线... 土的平均应力与广义剪应力在引起塑性应变时会相互交叉影响,为此从反映该交叉影响的剪胀试验规律出发,构造了一个能综合考虑平均应力与广义剪应力交叉作用的耦合应力。在对已有的黏土应力应变试验规律分析的基础上,引用微积分学中曲线积分路径无关的充分必要条件,推导确立了黏土塑性体积应变与耦合应力的一维化本构关系。将该推导方法应用于砂土,又建立了砂土的类似一维化弹塑性本构关系。通过耦合应力的建立以及耦合应力与塑性体积应变一维化本构关系的推导,从全新的视角介绍了一种理解和建立土本构模型的方法。 展开更多
关键词 弹塑性 土本构模 耦合应力 塑性体积应变 路径无关
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Constitutive Model of Saturated Soft Clay with Cyclic Loads under Unconsolidated Undrained Condition 被引量:3
6
作者 李书兆 王建华 《Transactions of Tianjin University》 EI CAS 2013年第4期260-266,共7页
An equivalent visco-elastic model of saturated soft clay was studied under unconsolidated undrained (UU) condition, which can be used to evaluate the stability of ocean foundation. Cyclic triaxial compression and exte... An equivalent visco-elastic model of saturated soft clay was studied under unconsolidated undrained (UU) condition, which can be used to evaluate the stability of ocean foundation. Cyclic triaxial compression and extension tests were conducted to study the parameters of the model. Results showed that the relationships of the damping ratio and the octahedral shear modulus with the octahedral cyclic shear strain were nearly unique, when the initial octahedral shear stress ratios of specimens were equal to 0.3, 0.5 and 0.7. The relationships of the damping ratio and the octahedral shear modulus with the octahedral cyclic shear strain determined from the cyclic triaxial compression tests were basically the same as those determined from the cyclic triaxial extension tests. Furthermore, the relationships were not related to the initial stress condition, the test stress state and the octahedral cyclic shear stress ratio. The relationships determined from the cyclic triaxial tests under no deviatoric stress were basically the same as those determined from the cyclic triaxial tests under deviatoric stress. The change of the octahedral cyclic accumulative strain with the number of cycles was unique under different tests stress states. An equivalent visco-elastic constitutive model of saturated soft clay under UU condition was initially established. 展开更多
关键词 visco-elastic constitutive model damping ratio octahedral cyclic shear modulus octahedral cyclic shear strain octahedral cyclic accumulative strain cyclic triaxial test
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关于“非饱和膨胀土的弹塑性本构模型研究”的讨论 被引量:2
7
作者 李培勇 杨庆 栾茂田 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期805-806,共2页
关键词 弹塑性本构模 非饱和膨胀土 《岩土工程学报》 宏观结构 微观结构 土本构模 耦合变形 变形耦合 耦合参数 结构变形
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考虑参数简化的修正邓肯-张模型
8
作者 朱彦鹏 赵钰 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第24期10681-10687,共7页
邓肯-张非线性弹性模型被广泛应用于计算围堰修筑、土石坝等水利工程中粗粒土的应力-应变关系。然而,邓肯-张模型参数相对较多、计算结果往往不能充分体现土的剪胀特性。为解决上述缺陷,以邓肯-张模型为基础,提出了参数形式更为简化的应... 邓肯-张非线性弹性模型被广泛应用于计算围堰修筑、土石坝等水利工程中粗粒土的应力-应变关系。然而,邓肯-张模型参数相对较多、计算结果往往不能充分体现土的剪胀特性。为解决上述缺陷,以邓肯-张模型为基础,提出了参数形式更为简化的应力-应变表达式,并基于沈珠江模型采用二次抛物线形式对应变进行描述,同时对该模型参数形式进行了改进,建立了反映土体体应变-轴向应变关系的体积比表达式。最后通过采用粗粒土和黏性土的试验结果对改进模型进行验证。结果表明:理论计算结果与试验结果吻合较好,改进的模型能够更好地反映土的体应变特征和应力-应变关系,为实际工程中土体的应力-应变关系计算提供了参考。 展开更多
关键词 邓肯-张模 应力-应变关系 剪胀 土本构模
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Bonding stress—slip constitutive behavior between bars and grout concrete 被引量:1
9
作者 郑怡 刘明 +1 位作者 周静海 王冰 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2009年第5期841-844,共4页
To establish bonding stress—slip constitutive model between bars and grout concrete,13 test specimens were employed to study the bonding behavior and the force transfer of bars adhered to grout concrete. The bonding ... To establish bonding stress—slip constitutive model between bars and grout concrete,13 test specimens were employed to study the bonding behavior and the force transfer of bars adhered to grout concrete. The bonding stress development of bars adhered to grout concrete was analyzed. The local bonding stress—slip curve was obtained. Based on the test results,a new bonding stress— slip constitutive model between bars and grout concrete was proposed. The results show that the maximum bonding stress is not influenced by the bar bond length,but it is strengthened when the splitting strength of grout concrete is increased. The model matches the experimental results well,and the regressing coefficient equals 1.7. 展开更多
关键词 grout concrete reinforced masonry constitutive model splitting strength bonding stress SLIP
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利用损伤力学进行拱坝非线性设计和安全分析
10
作者 R.M.贡 魏红 黎满林 《水电技术信息》 2005年第2期29-44,共16页
根据荷载的大小和加载历时不同。在新坝设计和巳建坝的安全评价中需要采用非线性分析技术。在第一部分。在损伤力学的基础上,用公式对混凝土本构模型进行理论描述。损伤力学现巳运用到基准结构的非线性分析中,例如缺口梁的实验室试验... 根据荷载的大小和加载历时不同。在新坝设计和巳建坝的安全评价中需要采用非线性分析技术。在第一部分。在损伤力学的基础上,用公式对混凝土本构模型进行理论描述。损伤力学现巳运用到基准结构的非线性分析中,例如缺口梁的实验室试验和重力坝设计,以及本文涉及的77m高的双曲拱坝的设计中。 展开更多
关键词 损伤力学 非线性设计 安全分析 土本构模 非线性分析 实验室试验 分析技术 安全评价 理论描述 双曲拱坝 坝设计 缺口梁 加载 基础 混凝
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硬化土本构模型在FLAC^(3D)中的开发及应用 被引量:39
11
作者 王春波 丁文其 乔亚飞 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期199-208,共10页
基于塑性增量理论,推导硬化土本构模型的有限差分格式。在VC++编程环境下,利用FLAC3D提供的二次开发平台,编制硬化土本构模型的有限差分程序,实现硬化土本构模型在FLAC3D中的二次开发,并给出二次开发的步骤、方法和编程要点。通过不同... 基于塑性增量理论,推导硬化土本构模型的有限差分格式。在VC++编程环境下,利用FLAC3D提供的二次开发平台,编制硬化土本构模型的有限差分程序,实现硬化土本构模型在FLAC3D中的二次开发,并给出二次开发的步骤、方法和编程要点。通过不同应力路径室内试验结果与采用不同本构模型的FLAC3D数值计算结果进行对比分析,验证硬化土本构模型在FLAC3D中二次开发的正确性和必要性。对比分析表明:采用硬化土本构模型的FLAC3D数值计算结果与试验结果吻合较好,而且硬化土本构模型的模型参数可从常规三轴试验获得,模型参数简单,硬化土本构模型不仅能够反映土体的非线性特性,还能够反映深基坑工程复杂的应力路径,与其他土体本构模型相比,硬化土本构模型更适合用于深基坑工程的计算分析。硬化土本构模型在FLAC3D中二次开发的实现,扩大了FLAC3D的适用范围,在一定程度上弥补FLAC3D在分析岩土工程尤其是深基坑工程方面上的不足。 展开更多
关键词 基坑工程 复杂应力路径 硬化土本构模 FLAC-3D 二次开发 应力路径试验
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降雨引起的边坡位移研究 被引量:27
12
作者 戚国庆 黄润秋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期379-382,共4页
边坡和滑坡的变形是非常复杂的问题,同时也是滑坡灾害预报与预警的一个重要指标。由降雨引起的边坡位移与边坡体中非饱和土体基质吸力变化产生的应变有关。依据实验数据,笔者对非饱和土中基质吸力变化产生的应变进行了研究。建立了非饱... 边坡和滑坡的变形是非常复杂的问题,同时也是滑坡灾害预报与预警的一个重要指标。由降雨引起的边坡位移与边坡体中非饱和土体基质吸力变化产生的应变有关。依据实验数据,笔者对非饱和土中基质吸力变化产生的应变进行了研究。建立了非饱和土应变与含水量的变化关系。在此基础上,对降雨引起的边坡位移机制、规律进行了探讨。并对武都古滑坡蠕滑位移进行了分析。 展开更多
关键词 非饱和土 基质吸力 土—水特征曲线 非饱和土本构模
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基于有限元分析的塑性混凝土本构模型对比研究
13
作者 张宝增 江志安 唐贝 《水利建设与管理》 2024年第6期28-36,共9页
塑性混凝土力学性能介于混凝土与土体之间,其本构模型选择尚无统一标准。本文采用有限元方法,结合实例工程,分别采用塑性损伤和硬化土两种本构模型对塑性混凝土进行模拟,系统对比分析两种本构模型的计算差异性。结果表明,两种本构模型... 塑性混凝土力学性能介于混凝土与土体之间,其本构模型选择尚无统一标准。本文采用有限元方法,结合实例工程,分别采用塑性损伤和硬化土两种本构模型对塑性混凝土进行模拟,系统对比分析两种本构模型的计算差异性。结果表明,两种本构模型的计算结果规律基本一致,塑性损伤本构模型表达式简单,计算结果偏保守、安全,而硬化土体本构模型计算结果准确度更高,但模型参数测定较为复杂,后续可基于硬化土本构模型对塑性混凝土本构模型进行改进。 展开更多
关键词 塑性混凝土 塑性损伤本构模 硬化土本构模 变形协调性
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黄河冲积粉土地区深基坑变形三维有限元分析 被引量:2
14
作者 何海英 曹明明 +4 位作者 杨伟涛 王刚 袁雄杰 杜子博 张景伟 《建筑结构》 北大核心 2023年第13期152-156,122,共6页
依托黄河流域冲积粉土地区深基坑工程,采用大型岩土工程有限元软件PLAXIS 3D建立了深基坑三维有限元模型,土体采用硬化土本构模型,分析了基坑开挖对围护结构及周边环境变形的影响,研究了围护桩嵌固深度及地下水位对基坑围护结构变形的... 依托黄河流域冲积粉土地区深基坑工程,采用大型岩土工程有限元软件PLAXIS 3D建立了深基坑三维有限元模型,土体采用硬化土本构模型,分析了基坑开挖对围护结构及周边环境变形的影响,研究了围护桩嵌固深度及地下水位对基坑围护结构变形的影响。结果表明:采用硬化土本构模型能较好地预测黄河流域冲积粉土围护结构的变形和周边沉降;随围护桩嵌固深度增大,基坑围护结构水平位移减小,但减小的幅度也越来越小;考虑降水的基坑围护结构水平位移远小于不考虑降水情况,应做好降水措施,防止围护结构变形过大。 展开更多
关键词 黄河冲积粉土地区 深基坑 硬化土本构模 围护结构变形 围护桩嵌固深度
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硬化土模型在OpenSees中的实现 被引量:1
15
作者 董正方 过晴 +1 位作者 王仁辉 毛梦玉 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2023年第2期193-203,共11页
为了更好地描述不同岩土的力学行为,将硬化土模型集成于OpenSees中,从刚度参数、屈服函数及塑性势函数3个方面概述了硬化土本构模型理论。基于模型理论,根据隐式积分算法推导出硬化土模型的有限元算法格式并给出实现流程,该算法考虑了... 为了更好地描述不同岩土的力学行为,将硬化土模型集成于OpenSees中,从刚度参数、屈服函数及塑性势函数3个方面概述了硬化土本构模型理论。基于模型理论,根据隐式积分算法推导出硬化土模型的有限元算法格式并给出实现流程,该算法考虑了屈服面交汇处角区域应力更新问题。结合程序流程和OpenSees接口,将模型在软件中进行了实现,并从理论解及试验对比验证了模型开发的正确性。结果表明:算法推导及程序实现正确。硬化土模型在OpenSees中的实现,弥补了OpenSees三维岩土材料的不足,扩大了OpenSees的应用范围。 展开更多
关键词 土体本构模 硬化土本构模 二次开发 OPENSEES
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基于局部刚度修正法的盾构隧道下穿历史保护建筑数值模拟分析 被引量:6
16
作者 谢东武 葛世平 丁文其 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期121-129,共9页
局部刚度修正法可以考虑接头和手孔对管片衬砌环的刚度影响,其假定管片接头及手孔附近区域的刚度应该进行修正,而管片其余区域的刚度却保持原有刚度。文章考虑管片环向接头引起的衬砌环刚度折减,采用小应变硬化土本构模型分析盾构掘进... 局部刚度修正法可以考虑接头和手孔对管片衬砌环的刚度影响,其假定管片接头及手孔附近区域的刚度应该进行修正,而管片其余区域的刚度却保持原有刚度。文章考虑管片环向接头引起的衬砌环刚度折减,采用小应变硬化土本构模型分析盾构掘进引起的衬砌结构内力、地表沉降和周边土体位移响应,建立了隧道-土体-建筑相互作用的三维有限元数值模型,并在上海地铁11号线双线区间盾构隧道下穿越历史保护建筑物工程中进行了应用。作为对比,建立了基于惯用法的三维数值模型,并与现场实测结果进行对比,结果显示,局部刚度修正法和实测值吻合更好。模拟结果表明,既有建筑不仅改变了地表的沉降槽,而且极大地减小了沉降槽相关点的水平位移;既有建筑的扭曲值与隧道开挖面和既有建筑的位置有关,且最终既有建筑的扭曲值并未随施工的结束而减小,而是保留了较大的残余扭曲。文章所提出的模拟方法可为软土地区盾构施工扰动控制研究提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 衬砌环 施工扰动 小应变硬化土本构模 局部刚度修正法
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珠三角典型软土硬化土模型及其工程应用研究 被引量:2
17
作者 王祥秋 杨柱 郑土永 《山东理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2022年第1期19-26,32,共9页
硬化土本构模型(HS模型)能有效模拟软土加、卸载以及剪切与压缩硬化特性。基于弹塑性理论推导了HS模型双屈服面弹塑性刚度矩阵,阐述了基于ABAQUS软件分析平台的HS模型二次开发关键算法。利用Fortran编程环境以及ABAQUS软件提供的用户材... 硬化土本构模型(HS模型)能有效模拟软土加、卸载以及剪切与压缩硬化特性。基于弹塑性理论推导了HS模型双屈服面弹塑性刚度矩阵,阐述了基于ABAQUS软件分析平台的HS模型二次开发关键算法。利用Fortran编程环境以及ABAQUS软件提供的用户材料UMAT子程序接口,研究开发了HS本构模型子程序。通过标准固结实验、三轴固结排水剪切实验和三轴固结排水加载-卸载-再加载实验获得了珠三角典型淤泥质土与粉质粘土HS模型参数,并以珠三角某地铁车站深基坑开挖工程为例,验证了硬化土模型及其UMAT子程序用于模拟软土地层深基坑力学性态的可行性。 展开更多
关键词 硬化土本构模 ABAQUS软件 二次开发 地铁车站深基坑 数值模拟
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基于BBM非饱和土本构模型的高填路堤沉降特性 被引量:3
18
作者 关振长 毛顺飞 +1 位作者 张淑宝 徐惠明 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期31-38,共8页
基质吸力是非饱和土的重要特性,对边坡稳定性、填筑路基沉降等具有较大影响。常规本构模型未考虑非饱和土中基质吸力的影响,用以分析高填路堤沉降特性时,其计算结果不够准确。为研究非饱和土中基质吸力对路堤工程的影响,采用BBM(Barcelo... 基质吸力是非饱和土的重要特性,对边坡稳定性、填筑路基沉降等具有较大影响。常规本构模型未考虑非饱和土中基质吸力的影响,用以分析高填路堤沉降特性时,其计算结果不够准确。为研究非饱和土中基质吸力对路堤工程的影响,采用BBM(Barcelona Basic Model)本构模型,以临界状态线和状态边界面来描绘非饱和土的应力空间,以平均净应力、偏应力、基质吸力3种应力变量来划分弹性空间与塑性空间;在FLAC3D数值平台上通过FISH语言对传统MCC(Modified Cam-Clay Model)模型进行修正后,得以实现非饱和土的BBM模型。以厦蓉高速公路漳州段高填路堤工程为背景,分别采用BBM和MCC两种本构模型对陡坡高填路堤的分层沉降特性展开数值模拟。模拟结果表明,高填路堤的分层沉降量沿填土高度呈现中间大、两头小的分布形态;路堤中部既承受了较大的上覆荷载,下伏也有较厚的可压缩层,因此最大分层沉降发生在路堤中部;由于BBM本构模型充分考虑了非饱和土基质吸力的影响,其计算沉降量略小于MCC本构模型,其沉降计算量与分布规律更符合工程实际。以上研究成果可为高填路堤的沉降计算及工程设计提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 道路工程 非饱和土本构模 数值模拟 基质吸力 高填路堤 沉降特性
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小型预制桩基础承载特性数值模拟研究
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作者 刘畅 杨天恩 曹子祥 《湖南工业职业技术学院学报》 2021年第1期97-100,共4页
本文建立硬化土本构模型,针对江苏省软土地区的土质条件选取数值计算参数,通过PLAXIS 2D软件对小型预制桩在的单桩水平受荷及竖向受荷进行数值模拟,得到桩身弯矩沿桩长的分布以及荷载-位移曲线,分析小型预制桩基础桩身弯矩的分布特点,... 本文建立硬化土本构模型,针对江苏省软土地区的土质条件选取数值计算参数,通过PLAXIS 2D软件对小型预制桩在的单桩水平受荷及竖向受荷进行数值模拟,得到桩身弯矩沿桩长的分布以及荷载-位移曲线,分析小型预制桩基础桩身弯矩的分布特点,并探求其在水平及竖向荷载作用下的承载特性,进而能够为小型预制桩基础工程设计以及计算方面提供一定的参考依据。 展开更多
关键词 预制桩 承载特性 数值模拟 硬化土本构模
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基于损伤的冻土本构模型及水、热、力三场耦合数值模拟研究
20
《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第21期2163-2163,共1页
当前随着经济的飞速发展和科学技术的进步,广大寒区的道路、水利、建筑、能源等工程应运而生并迅猛发展,特别是在我国随着青藏铁路的建成通车,关于冻土的物理力学研究显得越来越重要而急迫.冻土问题是涉及到地理学、物理学、力学等多学... 当前随着经济的飞速发展和科学技术的进步,广大寒区的道路、水利、建筑、能源等工程应运而生并迅猛发展,特别是在我国随着青藏铁路的建成通车,关于冻土的物理力学研究显得越来越重要而急迫.冻土问题是涉及到地理学、物理学、力学等多学科的综合性问题. 展开更多
关键词 土本构模 数值模拟 三场耦合 水利 损伤 物理力学 综合性问题 科学技术
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