【摘 要】
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柱状试件是岩土实验室里最为常用的试件.圆柱试件在不同加载条件下的理论解(或数值解)对于试验方案设计,设备调节,过程控制和结果分析等各个环节均有指导意义.如果试件是干燥的,其弹性范围内的力学行为可以用经典弹性力学来描述.但对于饱和试件,由于孔隙水和固体骨架间的流-固耦合效应,经典弹性力学则无法描述.比奥孔隙介质力学理论被证实可以准确地模拟这种耦合效应.各种加载条件下饱和圆柱试件在比奥孔隙介质力学构架
【机 构】
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美国ITASCA咨询公司 中国矿业大学(北京)土木工程系
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柱状试件是岩土实验室里最为常用的试件.圆柱试件在不同加载条件下的理论解(或数值解)对于试验方案设计,设备调节,过程控制和结果分析等各个环节均有指导意义.如果试件是干燥的,其弹性范围内的力学行为可以用经典弹性力学来描述.但对于饱和试件,由于孔隙水和固体骨架间的流-固耦合效应,经典弹性力学则无法描述.比奥孔隙介质力学理论被证实可以准确地模拟这种耦合效应.各种加载条件下饱和圆柱试件在比奥孔隙介质力学构架下的解析解已经存在,但推导过程中种种假设使得它们只适用于极为理想化的材料和加载条件.因此,我们必须通过数值方法来寻求普遍适用的试件孔隙力学解,而解析解则可以用来检验特定情况下数值解的正确性和精确度.通用岩土数值系统程序FLAC的流体计算模块包含了完整的比奥孔隙介质力学控制方程的显式有限差分解.本研究简要地推导了实心柱状试件在∏-加载下的孔隙弹性解,建立了该测试系统的FLAC模型,并将数值计算(FLAC)结果与解析解进行了分析比较.研究结果显示,使用FLAC进行数值试验测试可以准确地模拟饱和孔隙弹性材料试件承载时发生的流-固耦合效应,这为进一步使用FLAC建立更为复杂的试验模拟系统奠定了坚实的基础.
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