黏弹塑性

摘要： 现场实践表明在巷道掘进过程中,围岩的变形与掘进面约束作用和围岩蠕变作用密切相关,为了研究时空效应对掘进面附近围岩变形和塑性区分布的影响规律,假设巷道围岩符合Burgers体与Mohr-Coulomb准则组成的黏弹塑性蠕变模型,通过引入应力释放方程,建立黏弹性和黏弹塑性力学模型,用距掘进面距离和掘进面平均推进速度表示掘进时间,推导巷道掘进围岩变形、塑性区宽度等与距掘进面距离之间的数学关系式。结合实际工程案例,对黏聚力、内摩擦角、巷道半径等影响掘进面附近围岩变形大小的参数进行敏感性分析,并讨论塑性区大小的分布规律,最后将本文理论值与现场监测结果进行对比,验证理论可靠性。结果表明:随着掘进面向前推进,黏聚力c、内摩擦角Φ和半径r_(a)等参数线性增加时,围岩变形表现为非线性减小;在距离掘进面一定范围内,围岩没有塑性区产生,自身能够保持稳定;依据现场围岩变形监测结果,表明时空效应对掘进面附近的围岩变形具有一定影响,将理论值与现场监测值对比,显示理论计算的变形值与现场监测的围岩变形量大小接近,围岩变形趋势基本一致,说明使用本文提出的理论关系式预估时空效应影响下围岩的变形趋势、变形值较为可靠,可以为掘进巷道前期支护提供相关的理论指导。

摘要： 依据不同偏应力下石灰岩循环加卸载蠕变试验数据提出和建立瞬时弹性体(IEB)、瞬时塑性体(IPB)、非线性黏弹性体(NVEB)和黏塑性体(VPB)分别用于描述瞬时弹性应变、瞬时塑性应变、非线性黏弹性应变和黏塑性应变,并将这四者串联,建立能够同时反映岩石加、卸载过程的复合蠕变模型.根据非线性流变理论推导岩石在一维、三维应力状态下的复合蠕变模型加卸载蠕变本构方程,最后采用试验数据对模型合理性进行验证.研究结果表明:当复合蠕变模型综合考虑瞬时弹性应变、瞬时塑性应变、非线性黏弹性应变和黏塑性应变时,模型理论曲线与试验曲线高度吻合;所建模型不仅能够描述石灰岩加载过程中非线性蠕变特征,还能描述卸载过程中应变随时间的变化规律,不同偏应力下试验曲线与理论曲线相关系数均大于0.968,对比结果验证复合蠕变模型的合理性和可行性.

摘要： 目前多数本构模型难以同时描述软岩和硬岩的加速蠕变行为。为了反映岩石蠕变黏弹塑性力学行为,以广义Burgers模型作为基础模型,并验证其适用范围。引入损伤力学理论,建立考虑时效损伤的黏塑性体,与广义Burgers模型串联,从而得到一个新的黏弹塑性蠕变本构模型,并拓展为三维情形。以某水电工程边坡页岩为研究对象,开展三轴压缩蠕变试验,利用所建模型辨识页岩蠕变数据,求解模型参数,并进行敏感性分析。引用相关文献中不同硬度、类型岩石的三轴蠕变数据,引入三维Cvisc模型进行模拟对比,分析理论曲线和试验曲线,充分显示出所建模型的合理性和适用性。目前多数模型难以反映不同岩石加速蠕变特性,所建模型通过验证可描述不同类型、硬度岩石蠕变行为,对不同加速蠕变曲线仍有良好辨识能力,研究成果为岩石加速蠕变力学行为模拟和岩体工程长期稳定性研究提供一定参考。

摘要： 为了研究砂岩的蠕变力学特性,采用RLW-2000型流变试验机进行三轴分级加卸载蠕变试验.通过黏弹塑性应变分离的方法,得到砂岩在不同偏应力水平下的瞬时弹性、瞬时塑性、黏弹性和黏塑性应变,并对黏弹塑性应变及弹性模量的变化规律进行探讨.试验结果表明:岩石蠕变为黏弹塑性变形过程,加载过程中表现有瞬时变形、衰减蠕变阶段和稳定蠕变阶段,卸载过程中表现出瞬时及滞后变形恢复现象;岩石初始蠕变速率与稳态蠕变速率比较可达2个数量级的差异,均随偏应力水平的提升而递增;岩石等时偏应力-应变关系表现出明显的非线性特征,曲线逐渐偏于应变轴,岩石蠕变变形同时具有线性和非线性特征.研究成果可为地下工程的长期稳定性研究提供一定参考.

摘要： 根据开挖面空间约束作用建立深部隧道几何计算模型,得到相应的应力场分布。选用西原模型模拟岩体的黏弹塑性,引入地质强度指标(geological strength index,GSI)及开挖扰动系数D,探讨不同地质指标及开挖扰动对隧道围岩位移的影响,分析围岩的变形机理,获得围岩的变形规律。分析指出:原岩应力越小、岩体质量越好、开挖扰动越小,第Ⅱ阶段蠕变变形速率越小;分析了开挖面推进速度对围岩位移的影响,推进速度越快,隧道围岩位移变化越剧烈;原岩应力较小时,推进速度不会影响围岩的最终位移。原岩应力较大时,推进速度越快,围岩位移越大。

摘要： 根据开挖面空间约束作用建立深部隧道几何计算模型,得到相应的应力场分布.选用西原模型模拟岩体的黏弹塑性,引入地质强度指标(geological strength index,GSI)及开挖扰动系数D,探讨不同地质指标及开挖扰动对隧道围岩位移的影响,分析围岩的变形机理,获得围岩的变形规律.分析指出:原岩应力越小、岩体质量越好、开挖扰动越小,第Ⅱ阶段蠕变变形速率越小;分析了开挖面推进速度对围岩位移的影响,推进速度越快,隧道围岩位移变化越剧烈;原岩应力较小时,推进速度不会影响围岩的最终位移.原岩应力较大时,推进速度越快,围岩位移越大.

摘要： cqvip:高地应力软岩隧洞挤压型大变形的非线性流变属性及采用让压支护的工程整治研究摘要:针对软岩大变形工程处置目前大多仍沿用传统强支硬顶施工方法所存在的问题,分析挤压型大变形隧洞中采用让压支护的必要性,认为在挤压型大变形隧洞施工中,采用刚性支护进行"硬扛"是不行的;可缩式钢拱架在大变形(如δ≥500 mm)隧洞中是不能用的,需要"另辟蹊径",创新求变。经5处工程实践证明,在软岩挤压大变形隧洞施工中,施作让压锚杆/预应力长让压锚索是一种更为有效可行的对策措施。阐述让压支护"边支边让、先柔后刚"的设计理念,阐明其工作原理,对让压锚杆及预应力让压锚索进行比选,从施工和受力2方面考虑,建议采用预应力长让压锚索。并对锚杆、锚索参数、锚固头形式、锚腔位置等关键技术指标进行分析推荐。讨论让压支护的经济性,经与传统"硬扛"的方式对比估算,认定采用让压支护是完全划得来的。首先,对软岩挤压型大变形隧洞计算分析中的若干问题作简要说明,包括:1)二、三维分析模式的选择问题;2)几何非线性问题;3)非线性、非定常黏弹塑性围岩流变/蠕变时效的耦合相互作用问题;4)几何非线性与材料非线性耦合专用程序软件研发及应用问题。然后,简述了挤压大变形隧洞中考虑几何非线性和材料非线性的耦合作用的研究进展。

摘要： 为研究砂岩在深部高应力环境下的蠕变变形特征和黏弹塑性变形规律,对砂岩试件还原初始应力后采用分级增量加卸载的方式,进行三轴压缩蠕变试验。根据试验结果将应变分解为瞬弹性应变、瞬塑性应变、黏弹性应变和黏塑性应变,采用稳态蠕变速率法测算了深部砂岩的长期强度,并验证了基于分数阶模型改进的深部砂岩蠕变模型的适用性,对比分析了西原模型与改进后的深部砂岩蠕变模型对试验数据的拟合效果。结果表明:砂岩蠕变过程中,瞬时弹性应变阶段变形量最大,占总变形量的70%~80%;随着加载等级的增加,深部岩石试件瞬弹性应变和瞬塑性应变都逐渐增加,但瞬塑性应变增量先减小后增大,说明在加载过程中试件内部有瑕疵的微元体被破坏;随着应力增加,不可恢复的黏性流动增强,黏塑性应变增长较快,塑性变形堆积,到高应力水平蠕变变形表现为黏弹性变形和黏塑性变形共存的状态;通过对稳态蠕变进行分析,得到砂岩试件稳态蠕变速率不为零的应力阈值,以此为测算深部砂岩长期强度的依据,测算得到深部砂岩的长期强度为66 MPa,约为常规强度的77%。通过最小二乘法对数据进行深部砂岩蠕变模型和西原模型的拟合与参数辨识,得出改进后分数阶模型可以更好地描述深部砂岩的等速蠕变和加速蠕变。

摘要： 应用RYL-600岩石剪切流变仪对长沙市某边坡砂卵石土试样进行剪切流变试验,分析砂卵石土的剪切流变特性.试验表明正应力越高时,能够引起砂卵石土试件发生剪切流变破坏的剪切应力也随之增高.砂卵石土剪切流变在低于长期抗剪切强度的应力作用下,表现出黏弹特性;在高于长期强度的应力作用下,表现出黏弹塑性.应用五元黏弹性模型与VR黏塑性模型串联得到的黏弹塑性模型对砂卵石土全程流变曲线进行模拟,将拟合结果与试验数据进行分析比较,验证了新模型具有正确性和合理性,这对砂卵石土工程具有重要的指导意义和参考价值.

摘要： 本研究主要目的在于建立可同时考虑土壤参数及体力(body force)随孔隙率(porosity)变化之一维耦合地层下陷黏弹塑性数值模式,期能更精确地模拟现地之地层下陷现象.研究中加入水力传导系数、杨氏系数及体力随孔隙变化之影响,推导超抽地下水引致土壤压密之黏弹塑性控制方程式、初始条件及边界条件,并采用有限差分法建立数值计算模式.除以建立完成之模式测试评估体力、土壤参数随孔隙率变化、塑性效应及黏滞效应对土壤压密之影响程度外,并配合现地实测下陷数据,以验证模式之正确性.研究结果显示,一维黏弹塑性地层下陷模式可有效地仿真台湾现地之地层下陷变化.

摘要： 黄河冲积平原地区基坑深度范围内典型土层为黏土和粉质黏土,具有明显的流变特征,在该类土层中进行深基坑施工支护结构变形和内力值具有显著的时间效应,为掌握各控制指标的变化趋势有必要开发相应的土体黏弹塑性本构模型.根据济南市省会文化艺术中心深基坑土样室内试验数据,构造二阶非线性牛顿体黏弹塑性模型,并建立黏弹塑性模型参数与室内土样试验数据之间的数学关系.通过建立黏弹塑性增量形式的本构模型,并进行FLAC二次开发,分析深基坑施工支护结构侧向位移、弯矩,锚索内力随时间的变化,模型精度经验证符合工程分析需要.实例分析表明,支护结构侧向变形随时间变化逐渐增大,且前期发展较快,后期变形趋于稳定.与之相反,支护结构弯矩和锚索内力的变化则呈现出先增大后小幅降低至稳定的特点.

摘要： 岩石作为边坡、地下硐室围岩的介质，建筑物的基础，其力学特征及稳定性直接影响结构和建筑物的安全。通过引入损伤理论和Kachanov损伤演化规律,并结合耗散材料的不可逆热力学理论基础,提出一种可反映岩石加速蠕变过程的黏弹塑性损伤体元件模型;将其与能描述衰减与稳定蠕变阶段的Burgers元件模型进行串联复合,构建出可反映岩石蠕变全过程尤其是加速蠕变特点的岩石损伤模型;通过与试验曲线的对比分析,该模型不仅能较好地模拟岩石从减速到加速的蠕变全过程,而且物理意义清晰、计算简便,可以很好地描述岩石的蠕变特性.

摘要： 采用分级增量循环加卸载方式,利用SR-6型三联式三轴蠕变仪对陕西省泾阳县某边坡原状黄土进行了三组室内三轴固结排水蠕变试验,着重研究了黄土黏弹塑性的基本规律,以此建立了黏弹塑性九元件蠕变模型.结果表明:该地区原状黄土具有明显的流变特性,总体呈线性衰减蠕变;卸载后,土样产生衰减黏弹性回弹变形,回弹量随着卸荷量的减小,围压的增大,含水率的增大而减小;加卸载应力历史对黄土蠕变变形具有累积效应;该地区原状黄土的回弹变形不明显,黏弹性变形在蠕应变中所占比重较小;所建立的元件蠕变模型可以较好地描述该地区黄土的三轴线性蠕变特性,物理意义明确,且模型参数易得.

摘要： 采用ABAQUS有限元分析软件,对某天然气储藏基地的一个储藏库进行三维黏弹塑性有限元模拟,分析了整个围岩体系在岩石溶解开挖阶段的应力与变形,以及套管相应的变形。主要内容包括:(1)给出施工引起的溶腔上部岩体的应力场和位移场,并给出套管周围岩体随深度的变化曲线;(2)结合ABAQUS软件要求的形式,给出一条合理实用的岩石蠕变曲线;(3)结合应力分析数值结果,确定岩石和套管中可能存在的塑性区,并对施工完成后岩体的稳定性做出评价。数值结果表明,经过3a的溶解开挖施工后,围岩能够形成以"压力拱"为特征的稳定的上覆岩体自承体系,说明储藏洞室的设计是合理可行的。但是有必要采取特殊措施,增强套管下端的强度。同时还应采取措施削减管段受到的来自围岩的向下牵拉作用。

摘要： 本发明公开了一种考虑复合材料弹塑性与损伤耦合的弹塑性损伤有限元算法，属于复合材料力学性能有限元分析领域；以基于后退欧拉积分法则及牛顿迭代求解复合材料弹塑性损伤的模型为基础，通过在初始求解试用应力以及塑性屈服迭代中求解弹性应力时均考虑前一增量步中损伤状态量对当前应力的软化影响，从而在弹塑性求解过程中考虑损伤退化作用，更真实地反映树脂基复合材料在复杂加载条件下塑性行为与损伤之间的相互作用关系。本发明可有效地描述树脂基复合材料弹塑性与损伤的耦合作用关系，可应用于有限元软件中复合材料弹塑性损伤本构模型的开发、新型树脂基复合材料力学性能研究以及相关的复合材料工程结构精细化建模分析等科研及工程技术领域。

摘要： 本发明公开了一种基于机器学习的沥青动态黏弹特性预测方法，所述方法采用动态剪切流变仪测试了样本的动态黏弹特性，采用元素分析仪和红外光谱仪测试了样本的微观组成结构；运用主成分分析法对微观组成结构参数进行了特征提取；通过距离相关系数法确定了动态黏弹特性参数与微观组成结构参数间的映射关系；建立了基于支持向量机机器学习算法的沥青动态黏弹特性预测模型。该方法揭示了沥青材料动态黏弹特性与微观组成结构间的对应关系，有利于快速获取沥青的动态黏弹力学响应，为沥青材料的设计生产提供了基础理论支撑，对于指导沥青及其他材料的按需设计具有积极意义。

摘要： 本发明公开了一种黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，包括以下步骤：输入速度场及各种参数场，建立观测系统；选择目标区域进行局部网格加密；在全局区域采用黏声各向异性介质进行波场延拓；在目标区域采用黏弹各向异性双相介质进行波场延拓；在目标区域的边界处进行黏声各向异性和黏弹各向异性双相波场传递；应用人工边界条件对边界反射进行吸收；输出炮记录和波场快照。本发明黏弹各向异性双相介质区域变网格求解算子，在全局区域采用黏声各向异性介质的声波算子进行波场延拓，在目标区域采用黏弹各向异性双相介质的弹性波算子进行延拓，提高了地震波场的模拟准确度并提高了计算效率。

摘要： 本发明公开了一种材料三维黏弹流变特性检测系统，包括机体、气流产生系统、形变检测系统、压力检测系统、载物台系统和控制系统，其中：所述载物台系统、气流产生系统、形变检测系统、压力检测系统和控制系统均安装于机体上；压力检测系统包括压力传感器，所述压力传感器安装在载物台系统的载物台上，气流产生系统的气流喷嘴设置在载物台上部，形变检测系统包括3D激光探头，所述3D激光探头安装在气流喷嘴上部；所述控制系统用于控制气流产生系统、形变检测系统、压力检测系统、载物台系统的工作。

摘要： 本发明公开了一种考虑复合材料弹塑性与损伤耦合的弹塑性损伤有限元算法，属于复合材料力学性能有限元分析领域；以基于后退欧拉积分法则及牛顿迭代求解复合材料弹塑性损伤的模型为基础，通过在初始求解试用应力以及塑性屈服迭代中求解弹性应力时均考虑前一增量步中损伤状态量对当前应力的软化影响，从而在弹塑性求解过程中考虑损伤退化作用，更真实地反映树脂基复合材料在复杂加载条件下塑性行为与损伤之间的相互作用关系。本发明可有效地描述树脂基复合材料弹塑性与损伤的耦合作用关系，可应用于有限元软件中复合材料弹塑性损伤本构模型的开发、新型树脂基复合材料力学性能研究以及相关的复合材料工程结构精细化建模分析等科研及工程技术领域。

摘要： 本发明公开了三维冲击载荷弹塑性弯曲裂纹尖端塑性区的分析方法，综合考虑了冲击作用应力，三维塑性区域边界上冲击正应力与冲击剪应力，用数值解法计算出三维弹塑性弯曲裂纹尖端的动态塑性区，在同样外载荷作用下，三维弹塑性弯曲裂纹尖端动态塑性区随着三维裂纹体厚度的增大而减小，随着三维裂纹体厚度的均匀增大，三维弹塑性弯曲裂纹尖端塑性区尺寸最大值不断减小，减小的幅度越来越小，最终趋于平面应变状态下的弹塑性弯曲裂纹尖端塑性区尺寸最大值。当三维裂纹体几何尺寸相时，三维弯曲裂纹尖端塑性区尺寸最大值随冲击载荷的不断增强而逐渐增大。本发明建立了一个计算三维弹塑性弯曲裂纹动态塑性区的崭新理论模型，能更精确地服务于工程实际。

摘要： 本发明公开了一种增强木结构榫卯节点的黏弹‑软钢复合型消能减震装置，包括呈对称设置的第一连接钢板、黏弹性材料层、第二连接钢板、低屈服点软钢和钢垫板；所述第一连接钢板包括柱连接单元钢板、梁侧单元钢板；柱连接单元钢板一侧与梁侧单元钢板一端连接，柱连接单元钢板、梁侧单元钢板之间连接低屈服点软钢，梁侧单元钢板和第二连接钢板之间设置黏弹性材料层；两个梁侧单元钢板另一端通过固定件Ⅰ连接且固定件Ⅰ与木梁顶/底面之间存在间距，两个柱连接单元钢板通过固定件Ⅱ连接，两个第二连接钢板之间通过固定件Ⅱ连接，两块钢垫板通过固定件Ⅲ固定在木梁顶面和底面。本发明的工作机制的消能减震装置能够帮助木结构应对不同地震烈度。

摘要： 本发明涉及聚脲生产技术领域，尤其涉及一种双组分黏弹聚脲用具有定量配比功能的制备装置。针对空气进入胶液的内部形成气泡，使生成的聚脲胶液含有大量的气泡，影响涂层强度和使用性能，导致产品不良的技术问题。通过以下技术方案解决：一种双组分黏弹聚脲用具有定量配比功能的制备装置，包括有支撑架；支撑架的中部设置有聚脲制备壳体，支撑架的左侧可拆卸式安装有第二驱动件，聚脲制备壳体内设置有网罩。本发明利用网罩破碎A胶和B胶中的气泡，利用第二驱动件传动网罩振动，加快破碎A胶和B胶中气泡的速度，避免因A胶和B胶中的气泡，影响A胶和B胶混合后生成聚脲的使用性能。

摘要： 本发明公开了一种沥青基材料动态黏弹行为主曲线构建方法、装置及介质，方法包括：在双对数坐标下绘制不同测试温度及频率下的动态模量数据并选择某一测试温度作为参考温度，确定相邻测试温度的插值区间，计算相邻温度下动态模量测试结果的水平移动范围，确定相邻温度下动态模量测试结果的移位值，计算所有测试温度下的移位因子，绘制温度‑移位因子曲线，通过移位因子曲线插值并竖向移动的方法确定任意目标参考温度下的移位因子，在得到目标参考温度下的移位因子后可在对数坐标下进行测试结果的平移获取主曲线并最终进行主曲线的拟合。本发明能够实现主曲线的获取与主曲线的拟合的分离，具有精确、简便的特点，可广泛应用于道路工程技术领域。

摘要： 本发明公开了一种考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型建立方法，包括采用分级加卸载方式对岩石进行单轴加卸载蠕变试验，绘制出岩石全应变—时间曲线；通过对试验数据进行处理，绘制出分级加卸载蠕变—时间曲线；根据不同类型应变与时间的关系曲线和流变元件的本构方程，建立考虑黏弹塑性应变分离的岩石蠕变模型。本发明提出的岩石蠕变模型能够准确描述岩石的分级加卸载蠕变过程，对井下围岩的稳定性预测具有重要意义。