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第1章 绪论
1.1 选题依据与研究意义
1.1.1 选题依据
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 土体流变力学特性研究
1.2.2 黄土滑坡变形破坏机理及预测预报研究
1.2.3 土体流变及在滑坡分析中的应用研究
1.3 主要研究内容
1.4 研究思路及技术路线
1.4.1 研究思路
1.4.2 采用的技术路线
第2章 黄土滑坡发育的地质环境、类型及分布特征
2.1 研究区地质环境背景
2.1.1 自然地理概况
2.1.2 地质构造
2.1.3 地形地貌条件
2.1.4 地层岩性
2.1.5 水文地质条件
2.2 研究区黄土滑坡的主要类型
2.2.1 黄土-基岩滑坡
2.2.2 黄土滑坡
2.3 黄土滑坡的形成影响因素
2.3.1 地形地貌条件
2.3.2 滑坡地层岩性和斜坡结构类型
2.3.3 地质构造
2.3.4 水的控制作用
2.3.5 人类工程活动对地质环境的影响
2.4 发育分布特征及变形破坏模式
2.5 小结
第3章 黄土物理力学特性试验研究
3.1 黄土基本物理特性试验
3.2 黄土反复剪切试验
3.2.1 试验方法
3.2.2 试验成果整理
3.3 非饱和黄土直接剪切试验
3.3.1 理论概述
3.3.2 试验设备及方法
3.3.3 试验结果整理
3.4 常规三轴压缩试验
3.4.1 黄土的应力应变特征
3.4.2 黄土的强度特性
3.5 小结
第4章 黄土的流变特性研究
4.1 土的流变概述
4.2 土的典型蠕变特性
4.3 黄土蠕变试验及蠕变特性
4.3.1 试验概述
4.3.2 试验方案
4.3.3 试验结果整理
4.4 黄土流变本构模型的建立
4.4.1 黄土的蠕变经验本构模型
4.4.2 黄土的非线性流变本构模型
4.5 黄土的长期强度特性
4.5.1 长期强度曲线
4.5.2 土的长期破坏准则
4.5.3 长期强度特性
4.6 流变的微观变形机理研究
4.7 小结
第5章 考虑流变效应的黄土滑坡变形破坏数值模拟
5.1 有限元软件简介
5.2 弹塑性分析和流变分析本构方程的选取
5.2.1 弹塑性模型本构方程
5.2.2 流变模型分析
5.3 边坡失稳破坏的判据
5.4 地质模型的建立
5.5 计算参数的选取
5.5.1 弹塑性计算参数的选取
5.5.2 流变计算参数
5.6 数值计算结果及其分析
5.6.1 位移场分析
5.6.2 剪应变分析
5.6.3 应力场分析
5.7 小结
第6章 滑坡动态发展的趋势预报(时间预报模式)
6.1 概述
6.2 滑坡的动态类型及其运动机制分析
6.2.1 不平衡剪应力分析
6.2.2 滑坡的动态类型
6.2.3 滑坡运动机制分析
6.3 土的流变特性与滑坡时间预报
6.3.1 分级预报模式及预报参数和标准
6.3.2 流变特性与趋势预报
6.3.3 流变特性与tc预报
6.3.4 流变特性与tr预报
6.4 工程实例分析
6.4.1 滑带土的基本特性参数
6.4.2 分级预报及模式
6.5 小结
第7章 结论与展望
7.1 主要研究成果与结论
7.2 本书主要创新点
7.3 进一步研究展望
参考文献 2100433B
《黄土流变力学特性及其在滑坡分析预报中的应用研究》是一本有关黄土宏微观流变力学特性及其在滑坡动态发展趋势分析预报中的应用研究专著。主要内容包括三大部分。黄土的宏微观流变力学特性研究;考虑流变效应的黄土滑坡稳定性分析评价;滑坡动态发展的趋势预报(时间预报)。
《黄土流变力学特性及其在滑坡分析预报中的应用研究》可供从事岩土工程、地质工程专业的科研、设计和施工的科技人员参考。也可作为相关专业研究生和教师的参考资料。
无滑移条件的选择是需要关注的主流体,无法忽略边界层对其影响,对流场影响大的区域,即使是不需要关注的次流体也应该设置无滑移用于保证其流动计算准确,这点就是在cfx样例17中搅拌叶对空气的设置为无滑移的考...
滑坡目前处于极限平衡状态,即稳定系数为1,可以假设一个C值,反求内摩擦角。或假设内摩擦角,反求C值
因为重力是不变的,弹力是与位移X有关,当这两个力同时取微分后,重力的微分为零,导致公式中就没有重力了。能量对时间的导数是能量随时间的变化,能量对距离的导数是能量随距离的变化。可以用能量法和牛顿二定律。...
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大型滑坡滑带土剪切流变特性研究——利用重力压密原理制样,采用“陈氏加载法”,对某大型滑坡滑带土剪切流变特性进行研究。选择伯格粘弹性本构模型描述滑带土的流变性状.获得了滑带土的长期强度值,并论述了长期强度在滑坡稳定性研究中的意义。
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一般来件,ABAQUS中计算流变(此处以蠕变为例进行介绍),工程应用中,从分析流程上来讲,有两种常用思路:
1)利用结构静力分析步先算出预应力(如果有,设置分析时间很短)然后利用软件自带的visco分析步(ABAQUS中的一种分析类型)直接进行蠕变分析;2)先用结构静力分析步算预应力,然后建立准静态分析步,计算蠕变。介绍了流程之后,自然要介绍一下本构模型,ABAQUS等通用有限元软件基本都包括与时间有关的率相关材料模型,比如:prony技术积分型的粘弹性模型,以及power-law时间强化和应变强化的粘塑性模型等。这些模型基本可以满足常规的工程需求,当然,对于部分领域,有部分本构模型并未直接包含在软件中,比如,岩土工程中的广义西原粘弹塑性本构模型。所幸,ABAQUS软件提供了用户材料子程序接口,通过编写fortran代码,可以实现软件非自带本构的应用,极大的方便了用户,并拓展了软件的应用范围。
最后,介绍一下ABAQUS中的蠕变计算流程。
按照工程中常见的问题,为降低蠕变应变与其他非弹性应变的耦合程度,一般会在一开始会利用静态分析计算一下模型的预应力,比如地应力,然后再进行后续的蠕变分析。
Step1:ABAQUS中的static general类的分析步,计算与时间无关的加载过程;
Step2:完成蠕变过程计算,这个过程涉及主要涉及两个因素与常规结构静力学求解不同,一是蠕变材料模型,另一个是蠕变分析步的设置。
1)蠕变材料模型及参数
目前ABAQUS蠕变模型有三种,分别是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。其中Power-law model有两种形式为Timehardening form和Strain hardening form。其中Time hardening form形式最为简单,对于简单的蠕变过程(如蠕变过程应力变化范围不太大)是比较适用的,式(1)为其微分形式:
(1)
t为时间。
分别为常数项,用于表征该材料的蠕变特性。
对公式(1)积分,积分结果见公式(2):
(2)
其中
然后利用公式2)拟合试验得到的曲线族,即可得到合适的三个参数。
ABAQUS中定义蠕变材料及参数的方法:
Property模块—creatematerial—mechanical—plasticity—creep,然后输入A,n,m的值,如下图
2)蠕变分析步设置
蠕变计算过程必须考虑时间的影响,最常用的是直接利用ABAQUS中的VISCO分析步完成蠕变计算。
其中:Time Period为蠕变的总时间,incrementation中的增量步大小设置与其他分析类型类似,需要说明的是蠕变应变容差,通常蠕变应变的容差设置将影响增量步的大小,容差设的很小,增量步也将降低。因此需要一个合适的蠕变应变的容差,一般为了保证精度和增量步大小合理,可以设为1E-5左右,可以根据具体计算调整该值。
以典型冲压成型分析为例,node to surface以及surface to surface下,其非弹性应变云图如下所示:
两种接触模式下,最大蠕变应变率与目标蠕变应变率的比例历程曲线如下所示,一开始蠕变应变率较低,最后阶段下降快,是由于冲模已充满模腔,整个曲线尽管看起来呈现锯齿状,但其峰值应变率始终与目标应变率接近,这与实际的情况是一致的。
批准号 |
50879077 |
项目名称 |
虚土桩法及其在桩基础动、静特性分析中的应用研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E0905 |
项目负责人 |
王奎华 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
浙江大学 |
研究期限 |
2009-01-01 至 2011-12-31 |
支持经费 |
32(万元) |
批准号 |
50708060 |
项目名称 |
松散粉砂的静态液化特性及其在滑坡机理研究中的应用 |
项目类别 |
青年科学基金项目 |
申请代码 |
E0807 |
项目负责人 |
张敏 |
负责人职称 |
副教授 |
依托单位 |
深圳大学 |
研究期限 |
2008-01-01 至 2010-12-31 |
支持经费 |
20(万元) |