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基于黏聚力弱化边界面模型的深部洞室响应分析
1
作者 梁基冠 黄林冲 +1 位作者 马建军 杨宏伟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2396-2405,共10页
在原位地应力和开挖卸载作用下,深部洞室围岩呈现硬化-软化响应,这一特性对洞室力学响应评估和支护结构设计有着重要影响。为研究开挖后深部围岩的硬化-软化响应,基于边界面理论框架,引入黏聚力弱化机制,结合改进的Rowe应力-剪胀规律,... 在原位地应力和开挖卸载作用下,深部洞室围岩呈现硬化-软化响应,这一特性对洞室力学响应评估和支护结构设计有着重要影响。为研究开挖后深部围岩的硬化-软化响应,基于边界面理论框架,引入黏聚力弱化机制,结合改进的Rowe应力-剪胀规律,构建了深部围岩黏聚力弱化边界面模型,将常见的屈服面-峰值强度面-残余强度面简化为初始(峰值)边界面-残余边界面,避免了屈服面参数测量误差对计算结果的影响。在该本构模型增量化应力-应变关系的基础上,引入Hencky应变以评估洞室大变形工况,并引入辅助变量完成坐标转换,推导了描述深部圆形洞室周围应力场分布的常微分方程组。进一步地,结合深部圆形洞室的地应力环境等边界条件,对常微分方程组进行求解,获得所研究工况下的深部洞室应力分布,并将所得结果与现有解答进行对比校验。随后,分别讨论了相同支护力与不同地应力组合,以及相同地应力与不同支护应力组合等工况下的洞室应力分布。此外,基于所得深部洞室应力分布解答,计算围岩特征曲线并与相关文献进行对比,并讨论残余黏聚力取值对围岩特征曲线的影响。相关结果表明:黏聚力弱化边界面模型可以较好地描述岩石试样的硬化-软化力学行为。采用黏聚力弱化边界面模型可以有效描述深部洞室周围的应力分布,并能为支护设计提供参考。所得的围岩特征曲线能有效反映围岩的响应特征,在中段同支护力下预测的变形值比经典解答略大,残余黏聚力取值对围岩特征曲线影响较大。本文相关结论可为深部洞室支护理论构建、施工方法研发和保障深部洞室安全提供参考。 展开更多
关键词 深部洞室 黏聚力 弱化 边界面理论 响应 围岩特征曲线
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一种基于边界面的饱和软黏土弹塑性动本构模型 被引量：2
2
作者 冯双喜 雷华阳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期901-908,I0005,I0006,共10页
弹塑性动本构模型对循环荷载作用下路堤和地基基础的设计具有重要意义,构建兼顾实用性和通用性的动本构模型是目前岩土工程设计面临的主要问题。在临界状态和边界面理论框架下建立了综合表征饱和软黏土循环退化、非线性、滞回和变形累... 弹塑性动本构模型对循环荷载作用下路堤和地基基础的设计具有重要意义,构建兼顾实用性和通用性的动本构模型是目前岩土工程设计面临的主要问题。在临界状态和边界面理论框架下建立了综合表征饱和软黏土循环退化、非线性、滞回和变形累积特性的弹塑性动本构模型。在p’-q空间中,将参数n,ξ引入剑桥边界面方程,提出了反映水滴形和类椭圆形的广义剑桥边界面方程,统一了边界面形状。结合三角形相似原理建立了加载面和屈服面之间映射关系,形成了考虑循环退化模量场。通过常规的室内试验,确定了模型中9个参数。开展了等向循环加载和不等向循环加载的动三轴试验和数值模拟,分析了饱和软黏土应力-应变关系和应力路径,研究结果证明了试验结果与模型预测结果基本一致,模型可合理分析饱和软黏土的循环退化、非线性、应变累积和滞回特性。 展开更多
关键词 饱和软黏土 动本构模型 边界面理论 广义剑桥边界面方程 循环退化
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基于边界面理论的超固结土本构关系
3
作者 陈艳妮 《低温建筑技术》 2016年第8期112-114,125,共4页
总结了超固结土的变形特性,探讨了修正剑桥模型模拟超固结土受力响应的缺陷。在修正剑桥模型的基础上,引入边界面的概念来实现初始屈服面内部的弹塑性响应,并通过模拟不排水条件下超固结Lower Cromer Till的应力应变关系来验证模型的合... 总结了超固结土的变形特性,探讨了修正剑桥模型模拟超固结土受力响应的缺陷。在修正剑桥模型的基础上,引入边界面的概念来实现初始屈服面内部的弹塑性响应,并通过模拟不排水条件下超固结Lower Cromer Till的应力应变关系来验证模型的合理性。 展开更多
关键词 超固结土 修正剑桥模型 边界面理论 映射中心和映射法则
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循环荷载作用下黏土改进边界面模型 被引量：6
4
作者 李剑 陈善雄 姜领发 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期387-392,450,共7页
为克服边界面模型应用不便、不能反映卸载过程中土体的弹塑性性质的缺陷,提出了一个循环荷载作用下可考虑弹塑性加、卸载过程的重塑黏土改进边界面模型。模型采用了简单的边界面形式,可大大简化该模型理论的推导与计算;采取了不预先定... 为克服边界面模型应用不便、不能反映卸载过程中土体的弹塑性性质的缺陷,提出了一个循环荷载作用下可考虑弹塑性加、卸载过程的重塑黏土改进边界面模型。模型采用了简单的边界面形式,可大大简化该模型理论的推导与计算;采取了不预先定义边界面大小的方式,有效地降低了改进边界面模型在应用过程中的经验性;加入边界面胀缩规则,使模型可考虑土样卸载过程中的弹塑性性质,进而可反映土样的滞回特性。通过对重塑黏土进行循环三轴数值模拟试验,并与真实试验结果进行对比分析,验证了改进边界面模型的合理性和有效性。数值验证结果表明,改进边界面模型具有物理意义明确、参数易于确定、形式相对简单的特点,且该模型计算精度较高,计算结果与试验结果吻合得较好。 展开更多
关键词 边界面模型理论 改进边界面模型 循环三轴试验 滞回特性 边界面胀缩
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