›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (1): 1-6.

• 基础理论与实验研究 •    下一篇

基于梯度塑性模型的多孔介质应变局部化分析的基本理论

张洪武1,秦建敏1,刘国震2   

  1. 1.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁 大连 116024;2.辽河油田兴隆台采油厂,辽宁 盘锦 124000
  • 收稿日期:2004-07-15 出版日期:2006-01-10 发布日期:2013-10-31
  • 作者简介:张洪武,男,1964年生,博士,工程力学教授,主要从事工程力学与计算力学方面的研究
  • 基金资助:

    国家自然科学基金与创新群体基金(No.10225212,10421002)、长江学者和创新团队发展计划以及国家基础性发展规划项目(No.2005 CB321704) 资助

Basic theories for strain localization analysis of porous media with gradient dependent plasticity model

ZHANG Hong-wu1, QIN Jian-min1, LIU Guo-zhen2   

  1. 1.State Key Laboratory of Structural Analysis and Industrial Equipment, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 2.Xinglongtai Oil Extraction Plant, Liaohe Oil Field, Panjin 124000, China
  • Received:2004-07-15 Online:2006-01-10 Published:2013-10-31

摘要: 讨论了引入梯度塑性模型情况下的含液多孔介质双重内尺度律的特征以及相互作用问题。在引入梯度塑性本构模型的情况下,一方面材料应变局部化分析数值结果的正则性得到保证;而另一方面,含液多孔介质会出现双重内尺度律参数的共同作用问题。本文给出了此时内尺度律预测的一个基本方法,并对稳定性问题进行了分析,讨论了不同情况下实波速存在的条件,给出了对于给定的渗透系数情况下实波速存在的波数区间,并对相关现象进行了解释。

关键词: 应变局部化, 多孔介质, 梯度塑性, 内尺度律

Abstract: The interaction between the two kinds of internal length scales is analyzed when the gradient-dependent plasticity is introduced to a multiphase material model to study the dynamic strain localization phenomenon of saturated and partially saturated porous media. The stability analysis demonstrates that the resulting enhanced porous media model preserves the well-posedness of the initial value problem for both axial and shear waves because an internal length scale dependent on the gradient parameter is introduced. On the other hand, the seepage process of the water also provides an internal length scale for strain localization analysis via the Darcy’s law but only in the case of compression wave propagation (and not in the shear wave case). It is thus that the length scale introduced by the gradient dependent model and that naturally contained in the governing equations of fully and partially saturated model can interact with each other in a finite element analysis. A basic method is presented to investigate the internal length scale of the porous media under the interaction of these two kinds of length scale parameters. Material stability analysis is carried out for a certain permeability from which the results of wave number domain with real wave speed are distinguished.

Key words: strain localization, porous material, gradient-dependent plasticity, internal length scale

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[1] 王 杰, 贡京伟, 赵泽印. 单轴压类岩石试件应变局部化位置、方向及 预警应用研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 186-194.
[2] 宋 佳,古 泉,许成顺,杜修力,. 饱和土动力方程全显式有限元法在 OpenSees中的实现与应用[J]. , 2018, 39(9): 3477-3485.
[3] 杨 斌,徐曾和,杨天鸿,杨 鑫,师文豪, . 高水力梯度条件下颗粒堆积型多孔介质渗流规律试验研究[J]. , 2018, 39(11): 4017-4024.
[4] 包汉营,陈文化. 衬砌隧道中移动轴向激励作用下两相多孔介质动力响应[J]. , 2018, 39(10): 3735-3742.
[5] 刘 宝,苏 谦,李 婷,桂 波,. 饱和多孔介质动力响应移动单元法分析[J]. , 2017, 38(7): 2071-2079.
[6] 王荣华,章 青,夏晓舟. 含裂隙饱和多孔介质流-固耦合的扩展有限元分析[J]. , 2017, 38(5): 1489-1496.
[7] 张鹏远,白 冰,蒋思晨. 孔隙结构和水动力对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积特性的耦合影响[J]. , 2016, 37(5): 1307-1316.
[8] 高军程 ,郭 莹 ,贾金青 ,涂兵雄,. 基于数字图像测量系统的饱和细砂渐进破坏特性研究[J]. , 2016, 37(5): 1343-1350.
[9] 柴华友,李天斌,张电吉,陈 健,吴巧云,柴修伟,. 饱和多孔介质表面透水性对表面波传播特性影响薄层分析法[J]. , 2016, 37(12): 3371-3379.
[10] 申林方 ,王志良 ,李邵军,. 基于格子博尔兹曼方法表征体元尺度土体细观渗流场的数值模拟[J]. , 2015, 36(S2): 689-694.
[11] 陈星欣 ,白 冰 ,蔡奇鹏,. 考虑吸附-解吸效应的多孔介质中颗粒加速迁移问题解析解[J]. , 2015, 36(6): 1698-1706.
[12] 李华伟,白 冰,王梦恕,许 韬. 渗透作用下多孔介质中循环浓度污染物的迁移过程研究[J]. , 2015, 36(5): 1306-1312.
[13] 冯 啸 ,李术才 ,刘人太 ,张乐文 ,王 健 ,王慧涛 ,郑 卓,. 多孔介质中水泥浆三维锋面特征研究[J]. , 2015, 36(11): 3171-3179.
[14] 浩 婷,王 曦,周 颜,吴 燕. 真空负载方式对疏浚淤泥脱水过程中脱水规律的影响[J]. , 2015, 36(11): 3187-3192.
[15] 凌道盛 ,王 筠 ,单振东 ,丁皓江 , . 单层非饱和多孔介质一维瞬态响应半解析解[J]. , 2014, 35(1): 25-34.
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[1] 尚守平,岁小溪,周志锦,刘方成,熊 伟. 橡胶颗粒-砂混合物动剪切模量的试验研究[J]. , 2010, 31(2): 377 -381 .
[2] 刘东海,黄培志,冯守中. 地质条件不确定性下TBM管片结构失事概率计算[J]. , 2010, 31(4): 1181 -1186 .
[3] 荚颖,唐小微,栾茂田. 砂土液化变形的有限元-无网格耦合方法[J]. , 2010, 31(8): 2643 -2647 .
[4] 吕祥锋,潘一山,刘建军,唐巨鹏,狄军贞. 孔隙压力对煤岩基质解吸变形影响的试验研究[J]. , 2010, 31(11): 3447 -3451 .
[5] 田启强,侯兴民,王自法. 基于块体基础自由振动计算地基阻尼比的新方法[J]. , 2011, 32(1): 211 -216 .
[6] 冷 艺,栾茂田,许成顺,马太雷. 复杂应力条件下饱和砂土排水剪切强度的试验研究[J]. , 2009, 30(6): 1620 -1626 .
[7] 皇甫鹏鹏 ,伍法权 ,郭松峰 ,熊 峥. 基于边界点搜索的洞室外域映射函数求解法[J]. , 2011, 32(5): 1418 -1424 .
[8] 周 蜜 ,王建国 ,黄松波 ,豆 朋 ,张丽镪 ,姚 伟. 土壤电阻率测量影响因素的试验研究[J]. , 2011, 32(11): 3269 -3275 .
[9] 刘恩龙 ,陈生水 ,李国英 ,米占宽 ,韩华强 . 循环荷载作用下考虑颗粒破碎的堆石体本构模型[J]. , 2012, 33(7): 1972 -1978 .
[10] 黄 斌 ,傅旭东 ,谭 凡 ,吴忠明 . 含水率对滑带土强度及变形影响试验研究[J]. , 2012, 33(9): 2613 -2618 .