破坏准则

摘要： 为提升复合材料大开孔层合板损伤分析计算精度,采用三维渐进损伤分析模型研究了开孔复合材料层合板在压缩载荷作用下的损伤机理,模型考虑了损伤演化、破坏准则以及刚度退化等因素。其中,采用带剪切非线性修正的Hashin准则作为单元失效的判断依据,引入瞬时退化模型对失效单元进行材料退化仿真。在ABAQUS中通过编写用户自定义材料子程序,实现复合材料大开孔层合板压缩渐进损伤分析。通过大开孔层合板压缩强度试验对得到的仿真结果进行验证,对比结果表明仿真计算与真实试验结果误差仅为4%,且仿真分析计算得出的失效位置与失效模式和试验吻合较好,验证了模型的有效性与准确性。

摘要： 为预测在箍筋侧向约束下再生混凝土的轴心抗压强度以及研究再生混凝土在复杂应力下的破坏准则,基于30个足尺再生混凝土圆形短柱和24个足尺再生混凝土方形短柱轴心受压试验数据,采用Willam-Warkne五参数破坏准则、赵国藩-宋玉普破坏准则、Ottosen破坏准则进行对比分析,并在Willam-Warkne五参数破坏准则的基础上拟合了适用于两种不同再生骨料取代率下再生混凝土的破坏准则。将Willam-Warkne五参数破坏准则、Ottosen破坏准则、赵国藩-宋玉普破坏准则、张家兴-何振军再生混凝土破坏准则、王玉梅-邓志恒再生混凝土破坏准则与拟合的再生混凝土破坏准则进行对比,结果表明,上述6种破坏准则预测值与试验值的平均比值分别为0.932 2、1.001、0.876 3、1.062 3、1.052 8、0.999 8,均方根误差分别为6.69、5.49、10.01、7.25、6.74、5.29,拟合的再生混凝土破坏准则理论计算值与试验值吻合良好,可以用于准确预测箍筋约束再生混凝土抗压强度。

摘要： 煤层多弱面结构会导致井眼力学稳定性更差,在钻井过程中极易发生掉块垮塌。为研究煤层井壁坍塌规律,文章基于MG-C和岩石弱面双准则建立了考虑地层产状、井眼轨迹和煤层多弱面的坍塌压力计算模型,分析了煤层多弱面对坍塌压力影响的主控因素和影响规律,并针对含砂岩和煤层的非连续煤夹层进行坍塌压力实例计算。结果表明:随着井斜角增大,影响坍塌压力的主控因素由割理面转变为层理和本体;当井眼方位与割理面互成约45°夹角时,割理面为主控因素;综合来看煤层多弱面结构对坍塌压力的影响更大,且以沿弱面发生破坏为主;随着层理倾角的增大,坍塌压力先增大后减小,在层理倾角约45°时坍塌风险最大;随着层理倾向增大,主要影响坍塌方位,对数值大小影响不大。文章研究成果可为含煤夹层在钻井过程中预防井壁垮塌提供更好的理论指导。

摘要： 心墙堆石坝地震破坏是渐变的过程,目前地震易损性研究均采用确定性的破坏准则;然而由于对破坏等级认知的局限性,导致地震破坏等级的划分具有模糊性。针对上述问题,本文提出考虑破坏准则模糊性的心墙堆石坝地震易损性分析方法。首先,采用模糊集理论将大坝破坏等级界限值模糊化,并提出能够反映隶属度函数形式和模糊区间大小的模糊度系数来量化地震模糊破坏等级;其次,依据地震模糊破坏等级推导地震易损性函数模糊-概率积分计算公式,弥补目前地震易损性函数计算公式依据确定性破坏准则的不足,并结合概率地震需求模型,获得破坏准则模糊条件下的大坝地震易损性曲线,得到坝体结构在不同地震强度作用下产生各个等级破坏的概率。将所提方法应用于糯扎渡心墙堆石坝地震易损性分析中,结果表明:考虑破坏准则模糊性获得的地震易损性曲线与传统易损性曲线趋势一致;在破坏准则模糊性条件下,相同坝顶震陷率对于发生高等级破坏的隶属度增加,导致在一定的地震动强度下,坝体发生高等级破坏的概率有所增加;此外,模糊度系数越大,破坏准则模糊性对地震易损性的影响越大。

摘要： 利用非饱和土三轴仪对宁夏固原地区重塑黄土开展了不同基质吸力和不同围压下的固结排水剪切试验,探讨了该黄土在不同围压、不同基质吸力下的变形规律,计算了不同含水率下的强度参数,得到了总黏聚力随吸力的变化曲线。研究表明:该重塑黄土的偏应力应变曲线整体呈硬化型,且强度和硬化程度与基质吸力和净围压关系较大;不同含水率条件下净围压50 kPa时该重塑黄土具有明显的剪胀特性,净围压300 kPa时具有明显的剪缩特性,且剪胀和剪缩程度与基质吸力有关;黏聚力与吸力均近似呈线性关系;摩擦角随吸力的变化不明显。此外,将试验数据拟合得到的强度参数随吸力的变化关系引入Lade-Duncan破坏准则中进行修正,得到π平面内不同吸力下重塑黄土的强度破坏面。验证表明,该修正破坏准则可以考虑吸力对非饱和黄土强度的影响。

摘要： 高温下高强混凝土会发生爆裂,降低了结构的承载力,会影响混凝土结构的安全性能.借助高强混凝土板进行单面受火的试验,研究了温度场与破坏形态之间的关系,结合试验数据,利用有限元软件进行板高温响应的模拟,采用Rankine破坏准则,得到了高强混凝土板的温度场和应力场的分布及具体破坏过程.研究结果表明,高强混凝土破坏的主要原因是热应力的作用,混凝土板破坏顺序是先边缘后中心,模拟结果与试验结果吻合较好,所选参数及模型可用于分析高强混凝土高温爆裂行为.

摘要： 为评价应变软化模型中内聚力对模拟结果的影响,利用FLAC 3 D软件建立标准尺寸的圆柱体模型,采用单向加载方式开展数值模拟研究.结果表明:采用摩尔库伦模型时,内聚力大小与峰值强度呈线性相关.在应变软化模型中,仅改变应变软化参数,峰前特性与摩尔库伦模型表现一致;其他条件相同时,峰后塑性应变的标志点越小,或峰后应变软化参数与峰前参数差值越大,峰后的应变软化效果越明显.软化标志点较大或内聚力软化程度较小时,这种现象都不明显.在FLAC 3 D中一般将软岩的内聚力软化,即可达到相应的软化效果,而无需对内摩擦角、抗拉强度软化.同时,在常规数值模拟中采用峰后能量反映冲击倾向性很可能是不够准确的.

摘要： 基于单轴加载试验和岩石能量原理,研究了含孔洞交叉节理试样在变形破坏过程中的能量演化机制和破坏准则。结果表明,试样的能量演化特征属于典型的损伤渐进破坏模式。试样的峰值点总能量、弹性能和破坏时输入的总能量均随着交叉节理半夹角的增加整体呈先减小后增大的趋势,在半夹角为45°时最小,而耗散能随着半夹角的增加呈增大趋势。孔洞和交叉节理的存在明显削弱了岩石的储能能力,节理夹角的变化对峰前的弹性能比例影响较大,导致输入能量的分配规律存在一定差异。能量耗散比变化率的连续突变和随后的急剧突变可分别作为试样裂纹萌生与扩展以及失稳破坏的判据。

摘要： 数值模拟是研究混凝土动态性能的重要方法,K&C模型能比较完整地表达混凝土在爆炸、冲击等快速荷载作用下的动态性能.本文介绍了K&C模型的破坏准则和应变率效应,并使用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对系统生成的混凝土应变率曲线进行了验证,发现K&C模型混凝土动力放大系数的简便确定方法.

摘要： 基于扩展的SMP准则和佐武的平面应变状态,推导建立了适合各种应力状态下的一般黏性土体的平面应变强度公式.将不同地区的黄土进行平面应变试验和三轴压缩试验,并将两种试验得到的强度参数进行了比较.试验结果表明所提出的强度公式具有一定的参考意义.

摘要： 基于匀质化理论,通过选取砌体中的等效体积单元(Representative Volume Element,简称RVE),对砌体材料抗压强度和在压剪作用下的破坏准则进行了研究.并通过改变砂浆灰缝的厚度来研究其对破坏准则的影响.最后,根据Drucker-Prager准则,由压剪作用下砌体的抗剪强度曲线确定所需参数,通过对所选的砌体进行有限元模型的数值分析.进一步确定RVE单元完整破坏准则是否可用于砌体结构之中.

摘要： 给出了一种表述脆性材料损伤的方法,提出了一种适用于岩石混凝土这类脆性非均匀材料的强度准则,称为应变强度分布准则。该准则以应变作为强度指标,并假设应变强度在空间中服从某种分布规律。提出了一种含裂缝的可均匀化的代表性体积单元,在代表性体积元内引入了完整度和破裂度的概念,定量的表征破坏比,在细观尺度上将未达到强度的完整材料部分用线弹性表述,将达到过应变强度的损伤部分用接触摩擦表达,建立了拉伸破坏、剪切破坏以及拉剪破坏的统一表述方式,形成了新的描述脆性材料宏观变形破裂特性的渐进损伤的破坏准则和本构模型。

摘要： 为准确评估土石坝覆盖层中混凝土防渗墙安全度，本文将混凝土的三维破坏准则引入有限元程序中，对某心墙堆石坝进行了有限元分析，引入防渗墙安全度的概念，并与一维破坏准则进行了对比分析，研究不同破坏准则对于防渗墙安全度的影响。结果表明，一维准则和三维准则得到的防渗墙安全度有较大差异。理论上，采用混凝土三维破坏准则更符合防渗墙所处的应力状态，可更充分地发挥混凝土的强度。建议在工程中采用三维破坏准则评价混凝土防渗墙安全度。

摘要： 采用三维颗粒流程序，进行了粗粒料的三维颗粒流数值模拟试验，试验过程中保持甲均主应力和中主应力系数不变，研究了不同平均主应力和中主应力系数下粗粒料的变形和强度特性。通过比较粗粒料真三轴颗粒流模型试验结果和室内真三轴试验结果，发现三维颗粒流程序能够较好地模拟该种材料的三维力学特性。基于已提出的统一破坏准则理论，通过调整准则中的材料参数，发现该准则能够较好地描述粗粒料的室内真三轴试验和数值模拟试验结果。

摘要： 通过压缩实验,对作者以前提出的共线裂纹岩石在压缩荷载下的破坏准则进行了实验研究.以砂岩为研究材料,实验探讨了在压缩载荷下,共线裂纹体的破坏情况.实验主要研究了裂纹间距、裂纹倾角、侧压力对试件压缩强度的影响,并实验研究了裂纹表面摩擦力对试件抗压强度的影响.结果表明,裂纹间距、裂纹的倾角、裂纹表面的摩擦力及其所承受的侧压力对试件的抗压强度都有很大的影响.实验结果与作者提出的共线裂纹在压缩载荷下的扩展准则的计算结果基本吻合,表明该准则是确实可行的.

摘要： 本文介绍了作者在第二届世界复合材料破坏评估(The Second World-Wide Failure Exercise, WWFE-Ⅱ)项目的研究工作。WWFE-Ⅱ的组织方是英国全球防御技术公司QinetiQ ,作者有幸受邀参加。WWFE-Ⅱ评估工作分为两个阶段:首先为盲测阶段,组织者规定了12个评估算例,同时将复合材料的基本力学性能、荷载作用情况、及预测要求提供给参加者,参加者在没有获得试验结果的前提下进行破坏预测并提交预测结果;预测阶段完成后,组织者将算例的试验结果提供给参加人员,供其和预测结果进行比较并评估各自的预测模型。本文通过将复合材料层合板应力分析模型与破坏准则相结合,对全部评估算例进行了破坏预测。应力分析模型采用状态空间法(State Space Method ),是对作者前期工作的进一步改进。破坏准则采用斯坦福大学Christensen教授的强度理论。通过和试验结果进行比较,大部分预测破坏包络图和试验结果吻合较好。为避免试验数据离散性的影响,对于基体控制破坏准则用到的材料剪切强度,给出了理论计算公式,使用理论计算剪切强度预测的层合板破坏包络图与试验结果吻合更好。

摘要： 分析了大直径扩底桩的变形性状及扩径比对承载力的影响。对Charles提出的破坏准则进行改进，增加扩底比的影响，得到了确定大直径扩底桩极限承载力的方法。最后采用了5组大直径扩底桩的试验数据，对新方法的适用性进行验证，结果表明对于端承于土层的大直径扩底桩，该方法是有效的。

摘要： 压电材料是最重要的智能材料之一，工程中有广泛的应用，但其破坏机理和准则目前尚存在许多问题。本文介绍压电体破坏理论的现状，探讨存在的问题，以供人们进一步研究，进行更合理的理论分析和更有效的实验研究，改进现有的破坏准则。

摘要： 本文通过大量试验对灌芯砌块砌体墙片单元在平面应力状态下的强度性能进行了试验研究。通过对试验结果的分析，得到如下一些有益的结论:采用普通的液压试验机和自行设计的自平衡体系水平加载装置组合而成的加载系统装置测定灌芯混凝土砌块砌体在双向受力情况下的强度和变形性能，本文分别进行了双向受压、双向压拉、单向受压和单向受拉试验，都得到了良好的效果。试验现象表明试件的破坏形态随着应力比和灰缝角度的变化，主要有三种:竖向裂缝开裂发展破坏;受剪破坏;双向受压劈裂破坏。对于大多数角度而言，发生何种破坏主要与压应力比有关，当应力比为δ1/δ2＞0.2时，主要发生双向受压劈裂破坏；采用数学方法对双轴受压情况下的试验数据进行拟合得到拟合破坏包络线，破坏包络线大致呈椭圆形状偏轴布置。灌芯混凝土砌块砌体在双向受压情况下的强度随应力比的变化规律很特别，其双向受压的极限强度大于单轴受压极限强度。在双向等压，δ1/δ2=1情况下，强度可提高24%，在应力比，δ1/δ2=0.5附近，抗压强度可以得到最大的提高，提高幅度大约为80%，充分体现了砌体材料的各向异性性能；采用蔡一吴多项式准则从理论上得到了灌芯混凝土砌块砌体的破坏包络线，并与由试验数据拟合得到的破坏包络线进行比较，得到了良好的吻合效果，而且除了在，δ1/δ2=0.8附近，理论包络线都要比拟合包络线偏于安全；提出了砌体在剪-压复合受力下的相关曲线，它不仅与现有砌体和混凝土的剪压相关曲线相类似，且根据蔡一吴张量多项式准则从理论上推导出了砌体在剪压复合受力下的砌体抗剪强度的计算公式，对现有的通过以试验结果拟合得到的抗剪强度公式有较大的改进。它既能反映剪摩、剪压、斜压三种破坏形态，又使砌体杭剪强度计算公式统一，并用轴压比(δ1/R)来表示，物理概念明确。

摘要： 本文运用APDL编程,对[90°/±45°/0°]s铺排方式的层合板破坏过程进行了研究.建立了层合板的宏观和微观的ANSYS模型,并对宏观和微观模型的破坏应力进行了分析对比.结果表明宏观模型破坏应力与微观模型破坏应力略有差别,而微观模型能够给出层合板破坏的动态过程,更具直观性。运用APDL 语言可以方便的自定义复合材料的破坏判据,本文所应用的编程方法对于拓展ANSYS 有限元程序在复合材料强度计算方面的应用具有一定借鉴意义.

摘要： 本发明提供了一种强度准则驱动的近场动力学模型预测结构破坏的方法，通过建立结构件的强度准则驱动的近场动力学模型，将预测结构件的几何与材料参数及其工况条件输入到所述模型中，即能预测出所述预测结构件从变形到完全破坏的服役周期。该方法可靠性高，适用范围广，计算效率高，能模拟复杂结构并载荷条件下多裂纹萌生和扩展、直至结构完全破坏的过程。

摘要： 本发明公开了一种基于Mohr‑Coulomb准则的围岩破坏危险性数值模拟评价方法，包括如下步骤：(1)配置数值模型的额外变量——破坏危险指数D；(2)收集待评价的采掘空间的相关地质信息；(3)根据采集待评价信息建立数值模型，进行初始静力平衡计算；(4)根据模拟需要执行模型开挖并求解；(5)输出额外变量D，获得采掘空间各等级危险区域的分布结果。本发明数值模拟方法给出的指标物理意义明确，可操作性强，且能够量化破坏危险等级，可为煤岩灾害防控提供理论依据和指导。

摘要： 本发明提供了一种强度准则驱动的近场动力学模型预测结构破坏的方法，通过建立结构件的强度准则驱动的近场动力学模型，将预测结构件的几何与材料参数及其工况条件输入到所述模型中，即能预测出所述预测结构件从变形到完全破坏的服役周期。该方法可靠性高，适用范围广，计算效率高，能模拟复杂结构并载荷条件下多裂纹萌生和扩展、直至结构完全破坏的过程。

摘要： 层状岩体破坏准则及其确定方法，以实现层状岩体破坏准则的快速、准确确定，为合理评价各向异性显现时地下或地面岩体工程的稳定性、安全性以及正确分析预测岩体的变形和破坏情况提供支撑。该方法通过对三组不同结构面倾角的层状岩体分别进行单轴试验，根据试验测得的层状岩体弹性模量、泊松比、岩层倾角等参数计算岩层破坏时的破裂角，从而建立层状岩体的破坏准则。

摘要： 本发明公开了一种岩石在三轴压缩条件下破坏准则的构建方法，包括以下步骤：S1、针对线性Mohr‑Coulomb准则存在高估低围压段峰值强度，无法表征高围压段岩石破坏非线性特征的问题，依托Mohr‑Coulomb准则与内摩擦角Φ构建新的中间变量S2、基于理论分析与试验结果分析，建立中间变量X随围压σ3变化的合理的函数表达式；S3、将中间变量带入Mohr‑Coulomb准则中，经过参数替换得到一个新的用于岩石常规三轴受压分析的经验破坏准则表达式；S4、采用多种岩石的试验数据对本发明所建立准则进行验证，并通过与现有五种常用准则的对比证明本发明所建立准则的优越性。

摘要： 本发明涉及一种基于三维应变破坏准则的沥青路面荷载校核方法，所述方法基于沥青混合料三轴试验系统及方法对空心圆柱体混合料试件进行平面等压/轴向压缩，平面等压/轴向拉伸，平面拉压/轴向拉伸试验得到沥青混合料多轴强度试验结果，通过广义胡克定理将建立的三维应力破坏准则模型转换为三维应变破坏准则模型，利用三维应变破坏准则对复杂应力状态下典型高等级沥青路面进行荷载校核，以准确预测破坏源的具体位置，该方法克服了现有沥青路面设计采用一维破坏准则与实际应力应变状态不对应的问题，为沥青路面结构按复杂应力状态进行设计提供了支撑。

摘要： 层状岩体破坏准则及其确定方法，以实现层状岩体破坏准则的快速、准确确定，为合理评价各向异性显现时地下或地面岩体工程的稳定性、安全性以及正确分析预测岩体的变形和破坏情况提供支撑。该方法通过对三组不同结构面倾角的层状岩体分别进行单轴试验，根据试验测得的层状岩体弹性模量、泊松比、岩层倾角等参数计算岩层破坏时的破裂角，从而建立层状岩体的破坏准则。

摘要： 本发明公开了一种岩石在三轴压缩条件下破坏准则的构建方法，包括以下步骤：S1、针对线性Mohr‑Coulomb准则存在高估低围压段峰值强度，无法表征高围压段岩石破坏非线性特征的问题，依托Mohr‑Coulomb准则与内摩擦角Φ构建新的中间变量S2、基于理论分析与试验结果分析，建立中间变量X随围压σ3变化的合理的函数表达式；S3、将中间变量带入Mohr‑Coulomb准则中，经过参数替换得到一个新的用于岩石常规三轴受压分析的经验破坏准则表达式；S4、采用多种岩石的试验数据对本发明所建立准则进行验证，并通过与现有五种常用准则的对比证明本发明所建立准则的优越性。

摘要： 本申请公开了一种沥青混合料三维应变破坏准则模型的计算方法，包括进行复杂应力状态下的强度和刚度试验，获取材料的破坏主应力，建立八面体空间中的应力破坏准则模型，以及复杂应力状态下的静态回弹模量计算模型；在此基础上，基于广义胡克定理，通过转换的方法建立了考虑刚度影响的沥青混合料三维应变破坏准则模型。该模型考虑了复杂应力状态对沥青混合料强度、刚度的影响，以及各应变分量之间的协同破坏作用，较之于传统的未考虑刚度变化的破坏准则模型能够更加准确地反映沥青混合料的非线性强度和变形特性，为复杂应力状态下沥青混合料材料参数的合理选取及路面的精细化设计提供了支撑。

摘要： 本发明涉及一种基于三维应变破坏准则的沥青路面荷载校核方法，所述方法基于沥青混合料三轴试验系统及方法对空心圆柱体混合料试件进行平面等压/轴向压缩，平面等压/轴向拉伸，平面拉压/轴向拉伸试验得到沥青混合料多轴强度试验结果，通过广义胡克定理将建立的三维应力破坏准则模型转换为三维应变破坏准则模型，利用三维应变破坏准则对复杂应力状态下典型高等级沥青路面进行荷载校核，以准确预测破坏源的具体位置，该方法克服了现有沥青路面设计采用一维破坏准则与实际应力应变状态不对应的问题，为沥青路面结构按复杂应力状态进行设计提供了支撑。