曹延波
- 作品数：8 被引量：20H指数：3
- 供职机构：同济大学土木工程学院地下建筑与工程系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市教育委员会重点学科基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程理学更多>>
- 加筋材料动态松弛有限元模型的建立及应用被引量：1
- 2013年
- 为分析加筋材料的抗弯刚度对加筋性能的影响,加筋材料采用梁单元形式。基于动态松弛法,通过定义梁单元的刚度矩阵,求解内力矢量,随后定义虚拟质量密度而建立总质量矩阵,将加筋材料的梁单元有限元模型嵌入到已有的动态松弛法求解程序中。通过对简支梁的简单加载模拟验证了该梁单元模型的准确性能。随后,将该有限元模型与已有的动态松弛法计算程序结合(含砂土本构及弱面单元模型),对加筋砂土地基室内模型试验进行了数值模拟。将梁单元的模拟结果与杆单元(梁单元的特例)模拟结果进行了比较,并分别探讨了抗拉刚度和抗弯刚度对加筋砂土地基承载性能的影响。结果表明:抗拉刚度对承载能力的影响较小;抗弯刚度对承载力的影响程度与加筋材料的布置形式有关,特别是当加筋砂土中出现剪切带以后,其影响逐渐增大。因此,在分析加筋砂土结构的增强机制时,建议采用梁单元(具有一定的抗弯刚度)对加筋材料进行模拟。
- 彭芳乐华针曹延波
- 关键词：加筋土加筋材料有限元法梁单元刚度效应
- 加筋砂土挡墙筋材层数影响的有限元分析被引量：5
- 2011年
- 利用非线性弹塑性有限元对具有不同筋材层数砂土挡墙的模型试验结果进行了系列性的模拟与分析。有限元解析采用了基于修正塑性功砂土的硬软化弹塑性本构模型,它可以同时考虑砂土强度的各向异性、应力水平相关性、剪切应变局部化特性以及应力路径效应等。研究结果表明,利用这种较高精度的有限元解析方法对加筋砂土挡墙的变形破坏进行分析,不仅能较好地模拟加筋砂土挡墙基础底面的平均压力与沉降之间的关系,同时也能较好地再现筋材层数变化对加筋砂土挡墙承载力与变形的加筋加固影响。虽然本文所分析的各种工况中加筋材的抗拉总刚度(或总重量)不变,但随着所划分筋材层数的增多,加筋砂土挡墙的承载力明显增大。另外,利用以上建议的有限元方法也能合理地模拟不同层数加筋砂土挡墙的剪切带发生发展状况、加筋材的拉力、面板的水平土压力分布、以及加筋砂土挡墙的渐进性变形破坏特性,从而为定量化地把握和理解加筋砂土挡墙中筋材层数的变化影响和加固效果提供了一个有效的途径。
- 彭芳乐曹延波
- 关键词：有限元弹塑性本构模型
- 加筋砂土挡墙极限荷载的上限解被引量：5
- 2011年
- 室内模型试验结果表明加筋砂土挡墙的破坏模式可以简化为双楔形体形式.以此为依据,构建了对应破坏模式的速度场.基于传统的塑性极限分析上限定理,考虑面板刚度影响,分别推导了前加载和后加载条件下的加筋砂土挡墙的极限荷载上限解的计算公式,并提出了采用序列二次规划法(SQP)对导出公式进行优化求解的计算方法.利用建议的公式和方法对加筋砂土挡墙的极限荷载上限解进行了系列性的计算,并将计算结果与模型试验结果进行了比较全面的比较.结果表明:利用该上限解计算方法所获得的加筋砂土挡墙极限荷载与模型试验结果一致性良好.另外,所提出的上限解计算方法还可以比较准确地反映加筋层数以及面板刚度变化对加筋砂土挡墙极限荷载的影响.
- 彭芳乐曹延波
- 关键词：极限荷载上限解
- 加筋砂土挡墙面板刚度效果的数值分析被引量：1
- 2012年
- 为了对加筋砂土挡墙面板的刚度效果有一个合理、定量的把握,利用非线性硬化-软化弹塑性有限元方法对相关的一系列室内模型试验结果进行了系统全面的数值分析。有限元解析中所采用的砂土本构模型是以修正塑性功为基本状态量的弹塑性硬软化模型,该模型可以较为精确地模拟砂土的应力路径效应。结果表明,利用这种较高精度的有限元方法对加筋砂土挡墙的变形破坏进行解析,不仅能较好地模拟加筋砂土挡墙基础底面的平均压力与沉降之间的关系,同时也能较好地再现由于面板刚度变化对加筋砂土挡墙基础的承载力以及渐进性变形破坏的影响。随着面板刚度的增加,面板对剪切带的抑制作用将随之增加,具体表现在砂土围压σ3增大所带来的砂土强度σ1的提高,进而使得加筋砂土挡墙的峰值承载力也随之增大。
- 彭芳乐曹延波
- 关键词：有限元法弹塑性本构模型
- 一种描述加筋材与砂土接触作用机理的弱面单元
- 根据加筋砂土界面的特性,建立了新的界面力学模型——弱面单元,并给出模型的相关参数——界面摩擦角的峰值φ.利用可考虑局部破坏的非线性弹塑性有限元,对面状筋材加筋砂土的平面应变压缩(PSC)试验进行了数值模拟.计算结果表明,...
- 曹延波彭芳乐龙冈文夫
- 关键词：加筋砂土有限元分析
- 文献传递
- 加筋砂土挡墙承载力及渐进性变形破坏的有限元分析方法被引量：2
- 2011年
- 为开发一种可以合理模拟加筋砂土挡墙承载力及渐进性变性破坏特征的数值分析方法,利用可考虑应变局部化的非线性弹塑性有限元法对一系列的加筋砂土挡墙模型试验结果进行从小变形到破坏的全过程数值分析。有限元分析中,砂土的本构关系采用基于修正塑性功的硬化–软化弹塑性模型,该模型引入应变局部化参数S用以描述砂土单元峰值以后的局部剪切破坏效果。模型试验结果与有限元计算结果比较表明:建议的非线性弹塑性有限元分析不仅可以较好地模拟分析加筋砂土挡墙基础底面的平均压力与沉降之间的关系,而且也能合理地模拟加筋砂土挡墙基础的剪切破坏的发生与发展状况、筋材的拉力以及挡墙面板的水平土压力分布等,它可以定量化地分析加筋砂土挡墙的渐进性变形破坏特征以及条带加筋材料的加固机制。
- 彭芳乐曹延波
- 关键词：土力学有限元法弹塑性本构模型
- 基于Goodman界面单元的加筋砂土变形破坏有限元数值分析被引量：3
- 2010年
- 利用非线性弹塑性有限元,对无加筋砂土和采用光滑铜板的加筋砂土平面应变压缩试验结果进行从小变形到破坏的全过程数值解析。考虑到光滑铜板与砂土之间存在滑移,在有限元分析中采用Goodman连接单元作为界面单元。在有限元分析中还需考虑影响砂土变形强度的诸多特性,包括:(1)围压大小的相关性;(2)强度的各向异性;(3)峰值前应变硬化及峰值后应变软化的非线性特性;(4)剪胀性;(5)应变局部化及剪切带形成特性等。结果表明,利用建议的有限元方法得到的加筋砂土平面应变压缩的应变–应力关系与室内试验结果吻合较好,最大应力比和峰值前刚度非常接近试验结果;提出的有限元分析方法可以较准确地捕捉到砂土的剪切带发生、发展状况,合理地模拟加筋砂土的渐进性破坏特性以及加筋材和砂土之间的相互作用机制。
- 彭芳乐曹延波小竹望希迪克
- 关键词：土力学加筋砂土有限元方法渐进性破坏
- 加筋砂土边坡渐进性变形破坏的数值分析被引量：4
- 2010年
- 利用非线性弹塑性有限元方法对加筋砂土边坡的模型试验从加载开始到破坏的全过程进行数值分析,并与无加筋砂土边坡的状况进行比较。为研究边坡的面板效应,对带面板的加筋砂土边坡的变形破坏进行弹塑性有限元分析。在有限元分析中,砂土的本构关系选用应变硬化软化弹塑性模型,该模型可以考虑砂土的应变局部化、强度的各向异性以及应力水平相关等特性。结果表明,建议的非线性弹塑性有限元分析可以较好地模拟加筋砂土边坡的局部应力–应变分布以及剪切带发生、发展状况,有助于定量化地把握加筋砂土边坡的渐进性变形破坏特点以及加筋条带的加固机制和边坡的面板效应。
- 曹延波彭芳乐小竹望龙冈文夫
- 关键词：土力学有限元方法
