非饱和土水-力本构模型及其隐式积分算法

发布时间：2017-10-10 17:11

  本文关键词：非饱和土水-力本构模型及其隐式积分算法

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【摘要】：在已有工作基础上建立了水力-力学耦合的非饱和土本构模型,在硬化方程中考虑饱和度的影响,同时在土水特征曲线中考虑了塑性体变的影响,从而使模型可以反映非饱和土中的毛细现象与土中弹塑性变形现象的耦合行为。采用隐式积分方法,建立了非饱和土耦合模型的数值模型,并推导了得到了水力-力学耦合的非饱和土的一致切线模量。利用该算法编制了本构模型计算的子程序,使其能向外输出切线刚度矩阵,用于有限元计算。为了验证该算法和程序的正确性,用所编制程序对不同路径下的土体行为进行了预测。通过预测结果与试验结果相对比,表明程序预测结果与试验数据相吻合,模型可以较好地模拟土体的水力-力学耦合行为特性。
【作者单位】： 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试验室;北京交通大学土建学院;
【关键词】： 非饱和土 本构模型 隐式积分算法
【基金】：中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.2014JBM090) 国家自然基金资助项目(No.51108022,No.51208443)
【分类号】：TU43
【正文快照】： 1引言自然界中真实存在的土多处于非饱和状态,非饱和土的行为不仅在受到外力作用下时会发生变化,土中含水率的改变也会使非饱和土的变形和强度发生较大的改变。为了描述非饱和土的复杂的耦合特性,很多学者都提出了水力-力学相互耦合的非饱和土本构模型。Vaunat等[1]在BBM模型

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘艳;赵成刚;蔡国庆;李舰;;考虑气相压力变化和偏应力影响的非饱和土本构模型[J];岩土工程学报;2011年05期

2 缪林昌;;非饱和土的本构模型研究[J];岩土力学;2007年05期

3 周雷;张洪武;;非饱和土化学-塑性耦合本构行为的数值模拟[J];岩土力学;2009年07期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杜文学;;岩土工程材料的塑性问题研究[J];低温建筑技术;2010年06期

2 ;Constitutive modeling for unsaturated soils considering gas hardening effect[J];Chinese Science Bulletin;2011年16期

3 ;Volume change behavior of unsaturated soils under non-isothermal conditions[J];Chinese Science Bulletin;2011年23期

4 李燕;;邯郸粉质粘土固结不排水试验归一化性状分析[J];建筑科学;2010年05期

5 蔡国庆;赵成刚;刘艳;李舰;;考虑温度影响的非饱和土变形特性[J];科学通报;2011年18期

6 张凯;刘斯宏;王柳江;孙来;付玉超;;土工膜防渗平原水库膜下气场数值模拟[J];南水北调与水利科技;2012年05期

7 丑亚玲;陈星强;毛建勋;;非饱和土力学研究现状与进展[J];兰州交通大学学报;2014年01期

8 Manuel PASTOR;;Recent developments of generalized plasticity models for saturated and unsaturated soils[J];Water Science and Engineering;2011年03期

9 付科;张林洪;邢万鹏;;广义有效应力在非饱和土本构模型中的应用[J];水电能源科学;2012年06期

10 孙德安;向黎;;非饱和土水力和力学性状耦合的弹塑性模型研究进展[J];水利水电科技进展;2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 黄茂松;贾苍琴;;非饱和土力学的基本理论与数值解法[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

2 赵成刚;蔡国庆;;非饱和土广义有效应力原理[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年

3 韦昌富;李幻;王吉利;;考虑弹塑性变形和毛细循环滞回的非饱和土本构模型[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年

4 周安楠;盛岱超;;非饱和土的SFG模型及其验证(英文)[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年

5 杨宇友;张在明;张钦喜;李聪;;非饱和土的流固耦合理论及在隧道工程中的应用[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（二）[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 赵彦旭;压实黄土增湿变形的非饱和土力学研究[D];兰州大学;2010年

2 刘艳;非饱和土的广义有效应力原理及其本构模型研究[D];北京交通大学;2010年

3 程鹏达;孔隙地层中粘性时变注浆浆液流动特性研究[D];上海大学;2012年

4 夏旺民;黄土弹塑性损伤本构模型及工程应用研究[D];西安理工大学;2005年

5 王伟;基于能量耗散原理的土与结构接触面模型研究及应用[D];河海大学;2006年

6 钟祖良;Q_2原状黄土本构模型及其在隧道工程中的应用研究[D];重庆大学;2008年

7 高德彬;公路黄土路堑高边坡稳定性研究[D];长安大学;2008年

8 孙文静;膨胀性非饱和土的水力—力学性质及其弹塑性本构模型[D];上海大学;2009年

9 李幻;考虑任意干湿循环变化历史的非饱和土本构理论[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2010年

10 邢玉东;辽宁西部湿陷性黄土特性与处治技术研究[D];东北大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘敏;SFG模型的修正与研究[D];北京交通大学;2011年

2 梁晓波;非饱和压实黄土本构模型研究[D];兰州大学;2011年

3 李俊业;基于非饱和土力学理论的工程弃土堆积体边坡稳定性分析[D];重庆交通大学;2011年

4 刘斌;考虑非饱和土效应的基坑与边坡性状研究[D];浙江大学;2012年

5 张腾;非饱和黄土的结构性及其弹塑性本构模型研究[D];西安理工大学;2006年

6 史世波;具有统一屈服面的非饱和粘性土弹塑性本构模型[D];北京交通大学;2008年

7 万俊;地铁大兴线天宫院站～终点区间深基坑支护设计及数值模拟研究[D];中国地质大学（北京）;2010年

8 王娜;基于广义有效应力的非饱和土本构模型研究[D];北京交通大学;2010年

9 胡静;非饱和弹性半空间地基与基础弹塑性动力时程分析[D];武汉理工大学;2012年

10 郑泽源;水下隧道断层破碎带段掌子面稳定性分析方法研究[D];中南大学;2012年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 赵成刚;张雪东;;非饱和土中功的表述以及有效应力与相分离原理的讨论[J];中国科学(E辑:技术科学);2008年09期

2 张洪武;非饱和多孔介质有限元分析的基本控制方程与变分原理[J];力学季刊;2002年01期

3 张洪武;非饱和多孔介质非线性有限元分析的一致性算法[J];力学季刊;2002年02期

4 陈正汉,谢定义,王永胜;非饱和土的水气运动规律及其工程性质研究[J];岩土工程学报;1993年03期

5 包承纲;非饱和土的性状及膨胀土边坡稳定问题[J];岩土工程学报;2004年01期

6 赵成刚;刘艳;;连续孔隙介质土力学及其在非饱和土本构关系中的应用[J];岩土工程学报;2009年09期

7 赵成刚;蔡国庆;;非饱和土广义有效应力原理[J];岩土力学;2009年11期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李冬梅;;非饱和膨胀土的GA-NN本构模型[J];科技创新导报;2009年02期

2 王朝阳;许强;倪万魁;刘海松;;非饱和原状黄土的非线性损伤本构模型研究[J];岩土力学;2010年04期

3 缪林昌;崔颖;;非饱和土的固结与水力特性研究[J];西北地震学报;2011年S1期

4 李冬梅;肖仲炎;;非饱和膨胀土的GA-NN本构模型[J];内蒙古工业大学学报(自然科学版);2010年01期

5 李顺群;栾茂田;杨庆;;考虑基质吸力变化时非饱和土的一维本构模型[J];岩土力学;2006年09期

6 周雷;张洪武;;非饱和土化学-塑性耦合本构行为的数值模拟[J];岩土力学;2009年07期

7 沈珠江;;非饱和土力学的回顾与展望[J];水利水电科技进展;1996年01期

8 程钰;周正明;;非饱和土稳态孔隙比变形理论研究[J];岩土力学;2011年05期

9 汪东林;栾茂田;杨庆;;非饱和土体变试验研究及其在地面沉降中的应用[J];防灾减灾工程学报;2007年03期

10 ;现代土力学的基本问题[J];力学与实践;1998年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘泽佳;李锡夔;;非饱和土化学-水力-力学耦合行为数值模拟[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

2 周安楠;盛岱超;;非饱和土的SFG模型及其验证(英文)[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年

3 孙德安;;非饱和土的水力和力学性状耦合的弹塑性模拟[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年

4 张洪武;黄辉;周雷;;热耦合作用下非饱和土动力非线性有限元分析[A];全国岩土与工程学术大会论文集（上册）[C];2003年

5 高政国;;基于颗粒排列组构特性的散体介质材料本构模型研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

6 夏旺民;郭增玉;;Q_1黄土的非线性弹性模型[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年

7 高彦斌;朱合华;;土的宏观各向异性研究进展[A];2004年度上海市土力学与岩土工程学术年会论文集[C];2004年

8 张若棋;丁育青;汤文辉;;混凝土HJC、RHT本构模型的失效强度参数[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集（下册）[C];2009年

9 胡黎明;濮家骝;;土与结构物接触面特性研究[A];第七届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ卷）[C];1998年

10 陈沅江;潘长良;王文星;曹平;;用Hopfield神经网络辨识岩土流变本构模型[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

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 张晓冬 阳雄 郑明朗;陈正汉：厚木板钻二十年[N];科技日报;2003年

2 长沙理工大学;工程中的“癌症”被攻克[N];中国交通报;2007年

3 张艳江　罗文可;始于垒土攀险峰[N];中国水利报;2002年

4 杨雄飞;面向机制的钢材开发[N];世界金属导报;2007年

5 由航天航空学院郑泉水教授、黄克智院士完成 由材料系黄勇教授等完成 由计算机系张尧学教授等完成 由精仪系殷纯永教授与天津大学叶声华院士等合作完成 由航天航空学院过增元院士等与山东大学合作完成 由精仪系、精华同方光盘股份有限公司副研究员裴京等完成 由土木系聂国教授等与中南大学合作完成;我校2004年度国家科学技术奖部分获奖项目简介[N];新清华;2005年

6 本报特约通讯员李荣惠;让更多科技成果走进西部[N];科技日报;2003年

7 安世亚态 马骏;航空CAE中的梁壳单元[N];中国航空报;2005年

8 葛运溥;膨胀土地区施工技术取得突破[N];中国交通报;2007年

9 长沙理工大学;攻克工程中的“癌症”[N];科技日报;2007年

10 冷元宝 乔惠忠;构筑水利工程坚固永续的盾牌[N];黄河报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 金旭;非饱和原状土土—水特征曲线及本构模型的研究[D];北京交通大学;2010年

2 刘艳;非饱和土的广义有效应力原理及其本构模型研究[D];北京交通大学;2010年

3 王登科;含瓦斯煤岩本构模型与失稳规律研究[D];重庆大学;2009年

4 计三有;散体变形理论及挖掘过程动态仿真的研究[D];武汉理工大学;2002年

5 孙志刚;复合材料高精度宏-细观统一本构模型及其应用研究[D];南京航空航天大学;2005年

6 袁纳新;中密度纤维板粘弹性研究[D];华南农业大学;2004年

7 徐明江;非饱和土地基与基础的动力响应研究[D];华南理工大学;2010年

8 吴丽君;高速铁路非饱和土固结压缩特性及地基加固技术研究[D];西南交通大学;2011年

9 李幻;考虑任意干湿循环变化历史的非饱和土本构理论[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2010年

10 陈辉;非饱和土水力特性测试理论与方法研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈勇;清江古树包非饱和滑带土基本特性试验研究及有限元模型建立[D];三峡大学;2005年

2 秦小明;基于细观破损原理的结构性非饱和土本构模型研究[D];北京交通大学;2009年

3 徐昀;非饱和土深基坑围护结构体系方案优化研究[D];北京交通大学;2010年

4 贺再球;非饱和土气态水迁移规律及其与液态水混合迁移的耦合计算[D];西安建筑科技大学;2004年

5 黎瑞洪;膨胀土路堑边坡变形特性及破坏机理研究[D];湖南大学;2009年

6 邓猛;考虑气相硬化影响的非饱和土本构模型试验研究[D];北京交通大学;2012年

7 肖元清;非饱和土的抗剪强度和基质吸力的现场监测[D];武汉大学;2005年

8 梁晓波;非饱和压实黄土本构模型研究[D];兰州大学;2011年

9 刘斌;考虑非饱和土效应的基坑与边坡性状研究[D];浙江大学;2012年

10 胡波;非饱和土土—水特征曲线的研究[D];武汉大学;2005年

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本文编号：1007567