亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于統(tǒng)計損傷理論的飽和土鄧肯-張修正模型

        2021-10-25 09:06:34葉薇蘆婷婷江信東黃安邦
        山東科學(xué) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:鄧肯本構(gòu)修正

        葉薇,蘆婷婷,江信東,黃安邦

        (1.寧波寧大地基處理技術(shù)有限公司,浙江 寧波 315211;2.中國建筑西南勘察設(shè)計研究院有限公司,四川 成都 610052;3.中國地質(zhì)調(diào)查局 地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)中心,四川 成都 611734)

        本構(gòu)模型是土力學(xué)中的核心內(nèi)容,近年來受到學(xué)者廣泛關(guān)注[1-2]。Krajcinovic等[3]、唐春安[4]和曹文貴等[5]國內(nèi)外學(xué)者將統(tǒng)計學(xué)和損傷力學(xué)有機結(jié)合,提出統(tǒng)計損傷本構(gòu)模型并應(yīng)用到巖土體材料本構(gòu)關(guān)系模擬中,取得了良好的成效。飽和土是一種固-液二相體系材料,其內(nèi)部空隙被水充填,在外界荷載作用下易發(fā)生變形破壞,對基礎(chǔ)工程、巖土工程等的安全建設(shè)及營運造成威脅。模擬飽和土的本構(gòu)關(guān)系,可為深入認(rèn)識飽和土工程力學(xué)特性提供參考。

        目前對飽和土本構(gòu)關(guān)系研究已有較多成果,莫瑞[6]在巖石統(tǒng)計損傷模型的基礎(chǔ)上,引入飽和土有效應(yīng)力原理,得到飽和土統(tǒng)計損傷本構(gòu)模型;曹文貴等[7]結(jié)合巖石統(tǒng)計損傷模型構(gòu)建方法,構(gòu)建在特定圍壓下的飽和土統(tǒng)計損傷本構(gòu)模型;胡小榮等[8]在三剪統(tǒng)一強度準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上,結(jié)合劍橋模型,得到飽和砂土三剪彈塑性邊界面模型;鄧岳保等[9]基于飽和土熱固結(jié)響應(yīng),得到新的可反映溫度變化的有效應(yīng)力原理。

        目前已有一些飽和土統(tǒng)計損傷模型相關(guān)成果,但多是通過巖石統(tǒng)計損傷模型構(gòu)建方法,引入有效應(yīng)力原理而得,其模型內(nèi)在的性質(zhì)可能存在與飽和土相悖的地方。鄧肯-張模型是一種基于試驗成果的線性本構(gòu)模型,在土體本構(gòu)關(guān)系描述中廣泛應(yīng)用,但鄧肯-張模型由于自身局限性無法反映土體內(nèi)在性質(zhì)的變化。鑒于此,本文基于傳統(tǒng)鄧肯-張模型,引入統(tǒng)計損傷理論,建立一種新的飽和土鄧肯-張統(tǒng)計損傷模型。通過鄧肯-張統(tǒng)計損傷模型描述飽和土變形,為飽和土變形破壞過程深層次認(rèn)識提供參考。

        1 常規(guī)三軸固結(jié)排水試驗

        采用CSS-2901TS型土體三軸試驗機開展固結(jié)排水常規(guī)三軸壓縮試驗,土樣取自某邊坡,該邊坡長期受庫水位影響處于飽和狀態(tài),取樣密封后運回實驗室制作成φ40 mm×80 mm的真空飽水重塑樣。土樣的平均濕密度和干密度分別為2.07 g/cm3和1.58 g/cm3,孔隙比為1.5,壓縮模量為24.157 MPa,黏聚力為0.035 MPa,內(nèi)摩擦角為20°。根據(jù)試樣所處應(yīng)力環(huán)境,取試驗圍壓為100、200、300和400 kPa。三軸固結(jié)排水試驗結(jié)果如圖1所示。

        圖1 偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.1 Deviatoric stress-strain curve

        由圖1可知,偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線形態(tài)近似為雙曲線,當(dāng)土樣處于低應(yīng)力狀態(tài)時,曲線近線性;處于高應(yīng)力狀態(tài)時,曲線逐漸偏于應(yīng)變軸,表現(xiàn)出一定非線性特征。鄧肯-張模型是一種基于試驗成果的線性本構(gòu)模型,從土體內(nèi)部性質(zhì)而言,鄧肯-張模型無法體現(xiàn)飽和土體的非線性力學(xué)性質(zhì),但該模型也存在著參數(shù)少、結(jié)構(gòu)形式簡練的優(yōu)點。故本文選擇鄧肯-張模型為基礎(chǔ)模型,引入統(tǒng)計損傷理論,將線彈性模型改進為反映土體損傷累積連續(xù)不可逆的非線性模型,從而得到飽和土修正鄧肯-張模型。

        2 基于統(tǒng)計損傷理論的鄧肯-張修正模型

        依據(jù)Lemaitre[10]等效應(yīng)變原理,假定宏觀應(yīng)力σ作用在損傷材料上,其產(chǎn)生的應(yīng)變ε與有效應(yīng)力σ′引起無損材料的應(yīng)變ε′相等,即

        ε=ε′。

        (1)

        土體實際上處于三維應(yīng)力狀態(tài),于是有

        σ′=σ/(1-D),

        (2)

        式中,D為損傷變量。

        傳統(tǒng)鄧肯-張模型的本構(gòu)方程為

        (3)

        式中,a、b為試驗參數(shù)。

        結(jié)合式(2)、(3)可得

        (4)

        考慮到土體內(nèi)部微缺陷發(fā)展具有隨機分布特性,引入統(tǒng)計損傷理論,假定微元強度F=f(σ′)[11]服從某概率分布P(F),于是損傷變量D為

        (5)

        式中,F(xiàn)為土體微元強度的隨機分布變量,F(xiàn)的概率密度函數(shù)為P(F)。

        統(tǒng)計損傷理論中,應(yīng)用較多的概率分布主要有Weibull分布、冪函數(shù)分布、正態(tài)分布等,唐春安[4]發(fā)現(xiàn)Weibull概率密度分布可能存在尺寸效應(yīng)不適用的情況,陳立宏等[12]認(rèn)為正態(tài)分布可能使強度為負(fù),而冪函數(shù)分布結(jié)構(gòu)簡單,且參數(shù)少,形式簡單,故本文采用冪函數(shù)概率密度分布

        (6)

        將式(6)代入式(5)得

        (7)

        假定微元強度F遵守Mohr-Coulomb強度準(zhǔn)則

        (8)

        式中,c為黏聚力,φ為內(nèi)摩擦角,第1節(jié)中已給出。

        聯(lián)立式(4)、(7)可得

        (9)

        式(9)即為本文基于統(tǒng)計損傷理論的鄧肯-張修正模型。

        3 模型參數(shù)確定方法

        修正模型包含a、b、m和F0共4個參數(shù),其中a、b為鄧肯-張模型中的試驗參數(shù),m、F0為統(tǒng)計分布參數(shù)。

        3.1 參數(shù)a、b求解

        根據(jù)鄧肯-張模型參數(shù)確定方法,a為初始切線模量Eu的倒數(shù)

        (10)

        參數(shù)b為極限偏差應(yīng)力(σ1-σ3)ult的倒數(shù)

        (11)

        偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的漸近線所對應(yīng)的縱軸值即為極限偏差應(yīng)力(σ1-σ3)ult。參數(shù)a、b的確定方法如圖2所示(以圍壓400 kPa偏應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)為例),試驗參數(shù)a和b值如表1所列。

        圖2 參數(shù)a和b求解示意圖Fig.2 Schematic of solution for parameters a and b solution

        表1 參數(shù)a和b值Table 1 Values of parameters a and b

        3.2 參數(shù)m、F0求解

        式(9)可變形為

        (12)

        在式(12)等號兩側(cè)同時取對數(shù)得

        (13)

        式(13)可變形為如下線性方程形式

        Y=mX+P,

        (14)

        通過上述線性擬合方法,得到擬合結(jié)果如表2所列。

        表2 參數(shù)m和F0值Table 2 Values of parameter m and F0

        4 模型驗證

        為驗證本文基于統(tǒng)計損傷理論的鄧肯-張修正模型的可行性,將修正模型與傳統(tǒng)鄧肯-張模型同時對本文飽和土偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線進行辨識驗證,辨識結(jié)果如圖3所示。

        從圖3中分析可得,本文基于統(tǒng)計損傷理論的鄧肯-張修正模型的辨識能力較好,擬合精度較高,平均R2達(dá)到0.987 4,傳統(tǒng)鄧肯-張模型擬合效果次之,R2僅有0.925 3,且對偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線中應(yīng)變4%~12%段的曲線擬合偏差較大。為了驗證本文所建模型對不同飽和土的適用性,引用文獻(xiàn)[6]中飽和土相關(guān)試驗數(shù)據(jù),通過本文所建模型進行辨識,得到試驗值和理論值對比曲線,如圖4所示。

        圖3 模型辨識結(jié)果對比Fig.3 Comparison of model identification results

        由圖4可看出,傳統(tǒng)鄧肯-張模型的R2為0.903 5,在軸向應(yīng)變0~13%之間,理論值明顯低于試驗曲線,在軸向應(yīng)變13%~18%之間,理論值明顯高于試驗曲線,存在較大偏差。而本文所建模型的R2為0.981 3,相比傳統(tǒng)模型,擬合精度更高,能較好地描述飽和土變形全過程。

        傳統(tǒng)鄧肯-張模型為線性模型,不具備反映飽和土內(nèi)在性質(zhì)變化的特點。本文在傳統(tǒng)鄧肯-張模型的基礎(chǔ)上引入了統(tǒng)計損傷理論,得到基于統(tǒng)計損傷理論的鄧肯-張修正模型,該模型具有良好的曲線辨識能力,能較為準(zhǔn)確地描述飽和土的變形全過程,使模型內(nèi)涵更為豐富。

        5 結(jié)論

        通過研究得出以下結(jié)論:

        (1)開展了飽和土常規(guī)三軸固結(jié)排水試驗,其偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線形態(tài)近似為雙曲線,當(dāng)土樣處于低應(yīng)力狀態(tài)時,曲線近線性,處于高應(yīng)力狀態(tài)時,曲線逐漸偏于應(yīng)變軸,表現(xiàn)出一定非線性特征。

        (2)根據(jù)飽和土非線性特性,選擇鄧肯-張模型為基礎(chǔ)模型,引入統(tǒng)計損傷理論,得到改進后的修正模型。依據(jù)鄧肯-張模型自身特性和參數(shù)線性擬合的方法,確定模型參數(shù)。

        (3)本文的修正模型沿用了傳統(tǒng)鄧肯-張模型的模型框架,具有結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)較少的特點,便于應(yīng)用。采用修正模型和傳統(tǒng)模型對飽和土試驗數(shù)據(jù)進行辨識驗證,對比辨識效果,證明了修正模型的可行性和合理性。

        猜你喜歡
        鄧肯本構(gòu)修正
        Some new thoughts of definitions of terms of sedimentary facies: Based on Miall's paper(1985)
        修正這一天
        快樂語文(2021年35期)2022-01-18 06:05:30
        格蘭特船長的兒女(二)“鄧肯號”遠(yuǎn)航
        合同解釋、合同補充與合同修正
        法律方法(2019年4期)2019-11-16 01:07:28
        離心SC柱混凝土本構(gòu)模型比較研究
        鋸齒形結(jié)構(gòu)面剪切流變及非線性本構(gòu)模型分析
        “現(xiàn)代舞之母”鄧肯的愛情傳奇
        世界文化(2018年4期)2018-03-28 06:04:10
        軟件修正
        一種新型超固結(jié)土三維本構(gòu)模型
        蒂姆·鄧肯里程碑
        NBA特刊(2016年8期)2016-11-28 08:32:05
        亚洲黄色电影| 久久久99精品成人片| 色爱无码av综合区| y111111少妇影院无码| 亚洲美女国产精品久久久久久久久| 永久免费观看的黄网站在线| 无码人妻一区二区三区免费看| 越南女子杂交内射bbwxz| 人妻被猛烈进入中文字幕| 字幕网中文字幕精品一区| 色狠狠色狠狠综合天天| 女人大荫蒂毛茸茸视频| 国产成人综合亚洲av| 亚洲av综合色一区二区| 国产精品成人3p一区二区三区| 国产精品美女久久久久久2018| 免费人成黄页网站在线观看国内| 一区二区三区四区中文字幕av| 色综合色狠狠天天综合色| 欧美乱妇日本无乱码特黄大片| 午夜国产小视频在线观看黄| 午夜被窝精品国产亚洲av香蕉| 日本丰满熟妇hd| 伊人婷婷色香五月综合缴激情| 看一区二区日本视频免费| 亚洲成熟丰满熟妇高潮xxxxx| 中文天堂在线www| 亚洲国产综合精品久久av| 国产亚洲人成在线观看| 女人扒开屁股爽桶30分钟| 中文乱码字幕高清在线观看| 亚洲丰满熟女乱一区二区三区| 国产免费爽爽视频在线观看| 久久国产自偷自免费一区100| av男人的天堂手机免费网站| 人人超碰人人爱超碰国产| 国产极品美女高潮抽搐免费网站| 操B小视频国产| 在线日本看片免费人成视久网| 全部孕妇毛片丰满孕妇孕交| 国产乱子伦农村xxxx|