工程地質體的本構關系
Ⅰ 土的本構關系的介紹
本書可供土木、水利、交通、鐵道和工程地質等專業的研究生或本科學生作為必修或選修課教材使用,亦可作為上述相關專業的教學、科研、工程技術人員的參考書使用。
Ⅱ 樁柱體的本構關系
對於跨度為a,高為m的樁柱體,其荷載與變形的關系可表示為
水及動力荷載作用下淺伏采空回區圍岩變形破壞研究答
式中:u——樁柱體的壓縮量,m;
u0——峰值荷載所對應的變形值,m。
由於煤層埋藏較淺,大氣降水容易下滲到采空區中,在水的軟化作用下樁柱體的穩定性會降低,通過第三章的研究可知,樁柱體的彈性模量是含水率的函數,考慮水對樁柱體強度的影響,將公式(4.13)代入式(5.10)得:
水及動力荷載作用下淺伏采空區圍岩變形破壞研究
式中:E0——乾燥狀態下的彈性模量,MPa;
ω——含水率;
K——相關系數。
Ⅲ 本構關系是啥意思
本構關來系,即應力張量與應變自張量的關系。一般地,指將描述連續介質變形的參量與描述內力的參量聯系起來的一組關系式。具體地講,指將變形的應變張量與應力張量聯系起來的一組關系式,又稱本構方程。
對於不同的物質,在不同的變形條件下有不同的本構關系,也稱為不同的本構模型,它是結構或者材料的宏觀力學性能的綜合反映。廣義上說,就是廣義力-變形(F-D)全曲線,或者說是強度-變形規律。
一定要從「宏觀角度」來理解「本構關系」。因為各種材料或者構件或者結構,它在各種受力階段的性能可有許多不同的具體反應,但是若繪制出它的廣義力-變形(F-D)全曲線,則各種不同反應的現象在曲線上都會有相類似和相對應的幾何特徵點,即在宏觀上是一致的。從「宏觀角度」出發看問題也是一種不錯的學習和看問題的思路,在我們的研究和工程實踐中都大有用途。
Ⅳ 土的本構關系的內容簡介
土的本構關系,即土的應力應變關系,是現代土力學的核心內容,也是有限元分析專計算的基礎。
本書循序屬漸進、由淺入深地介紹了土的應力應變基本概念、土的強度准則、土的線性彈性本構關系、土的彈塑性本構關系;對於土的剪脹性、超固結特性、漸近狀態特性等基本問題進行了詳細的闡述;重點介紹了劍橋模型、土的統一硬化模型、考慮土的漸近狀態特性的本構模型、超固結土的本構模型和模型預測的基本方法。
本書可供土木、水利、交通、鐵道和工程地質等專業的研究生或本科學生作為必修或選修課教材使用,亦可作為上述相關專業的教學、科研、工程技術人員的參考書使用。
Ⅳ 岩石的本構關系
描述岩石或岩體的應變或應變率依賴於應力σ、溫度T、時間t和其他因素等變化的關系式,稱為本構關系,即
圖3-4 不同岩石在高溫高壓下的應力應變關系曲線(引自凌賢長等,2002)
Ⅵ 什麼是本構關系
反映物質宏觀性質的數學模型。又稱本構方程(constitutive equation)。歸納宏觀實驗結果,建立有關物質的本構關系是連續介質力學和流變學的重要研究課題。最熟知的本構關系有胡克定律(Hooke's law)、牛頓粘性定律(見粘度)、理想氣體狀態方程、熱傳導方程等。 建立本構關系時,為保證理論的正確性,須遵循一定的公理 ,即所謂本構公理 。例如純力學物質的本構公理有三:確定性公理(物體中的物質點在時刻t的應力狀態由物體中各物質點的運動歷史唯一確定)、局部作用公理(物體中的物質點的應力狀態與離開該物質點有限距離的其他物質點的運動無關)和客觀性公理(物質的力學性質與觀察者無關)。若考慮更復雜的情況,本構公理的數目就相應增多。求解連續介質動力學初邊值問題,本構關系是不可少的;否則就無法把握所研究連續介質的特殊性,在數學上表現為控制方程不封閉,其解不能唯一確定。建立物質的本構關系是流變學的重要任務,可通過實驗方法、連續介質力學方法和統計力學的有機結合來完成。然而,尚未找到一個普適的本構關系,需根據研究對象和流動形態選用合適的本構關系。理性力學除對本構關系進行極為一般的研究外,還對彈性物質、粘性物質、塑性物質、粘彈性物質、粘塑性物質、彈塑性物質以及熱和力耦合、電磁和力耦合、熱和力以及電磁耦合等物質的本構關系進行具體研究。
Ⅶ 岩土類材料有哪些主要的本構關系
2、岩土工程是歐美國家於20世紀60年代在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術體制。岩土工程是以求解岩體與土體工程問題,包括地基與基礎、邊坡和地下工程等問題,作為自己的研究對象。
Ⅷ 本構關系中本構指的是什麼
此處的本構就是本質的意思,是說材料的本質。在材料力學中是指應力-應變關系。
Ⅸ 土木工程中,常用的本構關系有哪些
土木工程中新型材料有以下材料:1高性能混凝土(HPC)要求具有高耐久性和高強度、優良的工作性,首先體現在較高的早期強度、高驗收強度、高彈性模量;其次是高耐久性。可保護鋼筋不被銹蝕,在其他惡劣條件下使用,同樣可保持混凝土堅固耐久;最後是高的和易性、可泵性、易修整性。可配製大坍落度的流態混凝土,而不發生離析;可降低泵送壓力,修整容易。冬天澆築時,混凝土凝結時間正常,強度增長快於普通混凝土,低溫環境下不冰凍,高溫環境下澆築混凝土保持正常的坍落度,並可控制水化熱。1.1低強混凝土這種材料可用於基礎、樁基的填、墊、隔離及作路基或填充孔洞之用,也可用於地下構造。在一些特定情況下,可用低強混凝土調整混凝土的相對密度、工作度、抗壓強度、彈性模量等性能指標,而且不易產生收縮裂縫。1.2輕質混凝土利用天然輕骨料(如浮石、凝灰岩等)、工業廢料輕骨料(如爐渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等)、人造輕骨料(頁岩陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠岩等)製成的輕質混凝土具有密度較小、相對強度高以及保溫、抗凍性能好等優點。利用工業廢渣,如廢棄鍋爐煤渣、煤礦的煤矸石、火力發電站的粉煤灰等制備輕質混凝土,可降低混凝土的生產成本,並變廢為寶,減少城市或廠區的污染,減少堆積廢料佔用的土地,對環境保護也是有利的。1.3自密實混凝土自密實混凝土不需機械振搗,而是依靠自重使混凝土密實。該種混凝土的流動度雖然高,但仍可以防止離析。配製這種混凝土的方法有:(1)粗骨料的體積為固體混凝土體積的50%;(2)細骨料的體積為砂漿體積的40%;(3)水灰比為0.9~1.0;(4)進行流動性試驗,確定超塑化劑用量及最終的水灰比,使材料獲得最優的組成。這種混凝土的優點有:現場施工無振動噪音,可進行夜間施工,不擾民;對工人健康無害;混凝土質量均勻、耐久;鋼筋布置較密或構件體型復雜時也易於澆築;施工速度快,現場勞動量小。2高摻量粉煤灰混凝土隨著人們對粉煤灰的顆粒形態效應、火山灰活性效應和微集料效應等內在潛能的認識日漸深入,以及混凝土外加劑技術的迅速發展,粉煤灰成為繼外加劑之後混凝土的又一必需組分的觀點正在被越來越多的人接受.粉煤灰的摻量也有不斷增大的趨勢。在混凝土技術方面較先進的美、英、加等國,自20世紀80年代中期就開始了高摻量粉煤灰混凝土f粉煤灰摻量占總膠凝材料用量的55%以上)的研究與應用。大量使用粉煤灰的重要意義並不僅在於節約有限的工程材料費,還在於它的環境效益與社會效益.水泥是一種高能耗與高環境污染產品,盡可能地少用水泥,盡可能地多用各種工業廢渣,是使混凝土成為一種人類可持續發展材料的必然趨勢。在環保要求特別嚴格的西方lT業國家,尤其重視各種工業廢料的二次開發與充分利用。隨著我國經濟的快速發展與人民生活水平的迅速提高,環境與社會效益將日益受到重視,工業廢渣的充分開發利用將成為必然的選擇。3新型節能牆體材料3.1新型砌體材料採用砌築結構的牆體,通常依靠選用導熱系數小、保溫隔熱性能好的砌體材料,以此來達到牆體傳熱量小的目的。這類材料主要有空心鑽土磚、加氣混凝土砌塊、普通混凝土以及粉煤灰、煤研石、浮石等混凝土空心小砌塊等砌體材料,採用保溫砂漿作為砌體膠凝材料。近年來發展應用由保溫絕熱材料與傳統的牆體材料(例如實心黏土磚、混凝土等)或新型牆體材料(例如空心磚、空心砌塊等)復合而成的節能牆體。常用的絕熱材料有礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、膨脹珍珠岩、加氣混凝土等材料,與之復合的有黏土實心磚、混凝土類空心磚、空心砌塊等砌體材料。復合牆體有一層導熱系數很小的絕熱保溫材料,牆體的保溫隔熱性能比單一材料砌築的牆體更加優秀,節能效果更加顯著。但是,絕熱材料價格較高,同時需要與之相配套的建築主體結構形式,最好採用框架結構、牆體不承重的結構形式。3.2新型復合牆板新型節能復合牆板是由高效絕熱保溫材料、外牆板、內牆板復合而成,按照標准尺寸或模數在工廠實現工業化生產,包括門、窗等構件均可和牆板一體化製造,運送到施工現場安裝在結構框架上,即形成房屋建築的外圍護結構,這是近年來發達國家採取的主要建築形式。用於這種建築物的復合牆板不承受外力,厚度一般在100~150mm,質量輕,保溫性能好,尺寸精確,施工效率高。4FRP復合材料土木結構主要受兩大問題困擾,過早退化和結構功能不足。近些年來,纖維增強聚合物(FRP)已經成為解決這些結構問題的一種可行途徑。工程實踐表明,FRP復合材料能適應現代工程結構向大跨、高聳、重載、高強和輕質發展以及承受惡劣條件的需要,符合現代施工技術的工業化要求,因而正被越來越廣泛地應用於橋梁、各類民用建築、海洋和近海、地下工程等結構。應用的方式有兩種一是替換鋼筋或鋼管直接應用於新建結構中;二是用於舊有結構的維修加固,以取得良好的建築效果。5智能材料大型土木工程結構和基礎設施的使用期都長達幾十年、甚至上百年。在其使用過程中,由於環境載荷作用、疲勞效應、腐蝕效應和材料老化等不利因素的影響,結構將不可避免地產生損傷積累、抗力衰減,甚至導致突發事故.為了有效地避免突發事件故的發生,就必須加強對此類結構和設施的健康監測。一種稱為碳纖維機敏混凝土材料的智能材料,在大型土木工程健康監測中已得到應用。它是以短切或連續的碳纖維作為填充相,以水泥漿、砂漿或混凝土為基體復合而成的纖維增強水泥基復合材料。此類材料的電阻率與其應變和損傷狀況具有一定的對應關系,因此,可以通過測試其電阻率的變化來監測碳纖維混凝土的應變和損傷狀況。碳纖維混凝土還具有施工工藝簡單、力學性能優良、與混凝土結構相容性好等特性,因此,它不僅可以用於道路的交通車輛流和載重監控,而且可較好地滿足大型土木工程結構和基礎設施的健康監測技術的要求。此外,碳纖維混凝土的電熱效應和電磁屏蔽特性在混凝土結構的溫度自適應以及抗電磁干擾方面也具有重要的應用價值。納米材料由於超微的粒徑而具有常規物體所不具有的超高強、超塑性和一些特殊的電學性能。納米材料被應用於很多領域並取得了顯著的增強、增韌及智能化等效果。混凝土作為一種傳統材料,其性能越來越不能滿足社會發展對其提出的更高要求,智能混凝土已經成為一個新的發展方向。納米材料還賦予混凝土智能特性,水泥基納米復合材料其電阻率隨應變而線性變化,並且具有很高的靈敏度和重復性。水泥基納米復合材料作為一種本徵智能材料強度高,感測性好,具有廣闊的發展前景。
Ⅹ 什麼叫岩石的本構關系
岩土本構關系是岩土介質的應力、應變、應變率、載入速率、應力歷史、應力水平、載入途徑及溫度等之間的函數關系