李海潮
- 作品数：11 被引量：38H指数：3
- 供职机构：中南大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划湖南省研究生科研创新项目更多>>
- 相关领域：建筑科学理学一般工业技术更多>>
- 考虑界面效应的静力触探三维物质点法模拟
- 本文采用三维广义插值物质点法针对静力触探试验开展了数值模拟工作，探究了探头贯入过程中土体内部的塑性变形区域的演化规律，以及锥头贯入阻力随贯入深度的变化规律。另外，着重分析了静力触探桩尖与土体接触面的界面效应，即不同界面摩...
- 张博李海潮滕继东张升
- 关键词：静力触探试验
- 基于双参数屈服函数的黏土和砂土非正交单屈服面模型被引量：3
- 2020年
- 假定任意加载时刻土体的应力点始终位于下加载面上,并且基于临界状态土力学框架建立适用于黏土和砂土的非正交单屈服面模型。该模型具有形式简单且易于理解的优点,其所采用的硬化法则能够考虑应力水平和密度等因素对下加载面演化规律的影响,适用于超固结黏土和密砂应变软化和剪胀特性的理论描述。该硬化法则同时包含应力状态参量Ip和密度状态参量Ie,其中Ip可用于描述p-q平面当前有效平均主应力p与临界状态有效平均主应力pcs之间的相对位置;而Ie则用于描述e-lnp平面当前孔隙比e与临界状态孔隙比ecs之差。当土体由于剪切达到临界状态时,状态参量Ip和Ie均趋近于0。另一方面,该模型所采用的广义塑性势函数可以由一个与修正剑桥模型剪胀方程类似的高阶剪胀方程积分得到,其所包含的与土体剪胀特性有关的材料参数α可以由试验得到的剪胀曲线拟合得到。进一步引入材料参数δ,可以由广义塑性势函数得到适用于不同类型岩土材料的双参数屈服函数。调整δ的取值,可以分别得到相关联(δ=0)和非相关联(δ≠0)的塑性流动法则。土体的塑性流动方向m和加载方向n之间的偏差将随着δ增大而增大,此时应变矢量不再垂直于物理屈服面。该模型充分考虑了屈服面几何形状对模型计算结果的影响,将计算结果与黏土和砂土的试验结果进行对比分析,可以看出,该模型能够对黏土和砂土的力学特性进行统一的描述;此外,适当的调整屈服面的几何形状能够显著的提高模型的计算精度。
- 李海潮童晨曦马博张升
- 关键词：土力学黏土砂土状态参量
- 适用于堆石料的分数阶下加载面模型被引量：1
- 2021年
- 堆石料的应力-应变曲线具有应变硬化和软化的特性,并且体积变形会伴随着剪缩和剪胀现象的发生;此外,应力水平、应力路径和密度等因素均会对堆石料的力学特性产生显著的影响。基于临界状态土力学的理论框架,建立了适用于堆石料的分数阶下加载面模型,该模型为典型的双屈服模型。在平均主应力p-剪应力q平面,剪切过程中堆石料当前应力状态点和参考应力点分别位于下加载面和参考屈服面上,两者之间的相对位置与孔隙比之差ρ相关。相比于状态参量Ψ,ρ能够额外考虑应力路径对堆石料剪胀特性的影响。新模型的另一个显著特点在于能够考虑堆石料塑性流动方向与加载方向之间的差异性。在不引入塑性势函数的情况下,新模型对屈服函数进行Caputo微分并得到分数阶塑性流动法则,进而统一描述相关联和非相关联的塑性流动法则。新模型具有形式简单且参数较少等优点,所包含的7个材料参数均具有明确的物理意义,并且可以采用常规的室内试验结果进行标定。通过将模型计算结果与Tacheng堆石料在不同初始孔隙比和围压条件下的三轴压缩排水试验结果进行对比分析,结果表明新模型能够准确地描述堆石料的应力-应变曲线和体积变形特点;同时,新模型也能够合理地描述初始孔隙比对堆石料在e-lnp平面(e为孔隙比)临界状态线的影响。
- 李海潮马博张升
- 关键词：堆石料状态参量
- PINNs算法及其在岩土工程中的应用研究被引量：4
- 2021年
- 物理信息神经网络(PINNs)算法采用自动微分方法将偏微分方程直接嵌入神经网络中,从而实现对偏微分方程的智能求解,属于一种新型的无网格算法,具有收敛速度快和计算精度高等优点。PINNs不仅能够实现对偏微分方程求解,还能够对偏微分方程未知参数进行反演,因此对岩土工程复杂问题具有广泛的应用前景。为了验证PINNs算法在岩土工程领域的可行性,对连续排水边界条件下的一维固结理论进行求解和界面参数反演。计算结果表明,PINNs数值结果与解析解具有高度一致性,且界面参数反演结果准确,说明PINNs算法能够为岩土工程相关问题提供新的求解思路。
- 兰鹏李海潮叶新宇张升盛岱超
- 关键词：无网格算法参数反演
- 考虑初始孔隙比影响的水-土特征曲线计算模型
- 2021年
- 在FREDLUND&XING模型基础上提出一种水-土特征曲线计算模型,以统一描述初始孔隙比和基质吸力对土的有效饱和度的影响。本文所提模型有较好的连续性和收敛性,适用于不同类型土体的水力特征的描述,其包含的材料参数可以采用最小二乘法由试验结果进行标定。研究结果表明:本模型能够准确地描述非饱和土的水-土特征曲线,并且可反映初始孔隙比的影响。在相同的基质吸力条件下,土的有效饱和度会随初始孔隙比增大而减小,其变化速率则会随基质吸力增大而减小。
- 张文振李海潮雷华阳刘汉磊
- 关键词：数学模型
- 适用于黏土的分数阶应力诱导剪胀方程
- 2020年
- 建立了适用于黏性土的分数阶下加载面模型,该模型所采用的分数阶塑性流动法则能够在不引入塑性势函数的情况考虑塑性流动方向与土体物理屈服面之间的非正交特性,进而统一地描述相关联和非相关联塑性流动法则。基于该流动法则可以得到一个新的应力诱导分数阶剪胀方程以考虑超固结比对黏性土剪胀特性的影响。理论分析结果表明,在相同的应力水平下,土体剪胀量会随着超固结比增大而逐渐减小。相比较修正剑桥模型,该文模型仅额外地引入一个与土体剪胀特性相关的模型参数,并且能够对超固结黏土的应变软化和剪胀特性进行合理的描述。模型计算结果与试验结果对比分析结果表明,该文模型能够准确地描述黏性土在超固结状态下的应力-应变响应和剪胀特性。
- 李海潮马博张升盛岱超
- 关键词：分数阶微分剪胀特性超固结比
- 考虑围压依存性的软岩结构性下加载面模型被引量：3
- 2016年
- 软岩具有典型的弹塑性变形特点,同时由于其内部的胶结作用具有较强的结构性,因此将软岩视作结构性超固结黏土。软岩残余强度随围压变化是软岩峰后力学特性的一个显著特性,在实际工程中具有显著的意义。通过对孔隙比之差的概念进行扩展,使之能够同时考虑软岩的结构性和超固结性,并且给出合理的发展式。通过引入结构性下加载面的概念,在剑桥模型的基础上建立起软岩的结构性下加载面模型。该模型能够反映围压对软岩结构性破坏速率的影响,最终导致不同围压下软岩达到残余强度变形阶段时所保留的残余结构性存在差异,使得软岩的残余强度随围压变化。将理论计算结果与软岩的三轴压缩排水试验结果进行对比分析,结果表明该模型能够较好的描述软岩的应变硬化和软化特性及体积变形剪胀特性,同时能较好的描述软岩的残余强度随围压变化这一力学特性,并给出合理解释。
- 张升李海潮滕继东盛岱超
- 关键词：软岩本构模型
- 基于修正Lemaitre应变等价性假设的岩石损伤模型被引量：24
- 2017年
- 基于损伤力学和损伤阀值的概念,认为岩石在较小应力状态下为弹性阶段。当应力达到屈服状态时,发生连续损伤;而当完全损伤时,其应力-应变具有残余强度的变形特征。在此基础上,采用三参数Weibull分布描述岩石损伤演化机制,同时对Lemaitre应变等价性假设进行修正,考虑岩石内部损伤后沿着局部断裂带发生相对滑动变形所产生的滑动摩擦力,最终建立起新的岩石损伤模型。通过与试验结果进行对比分析,结果表明,所建立的损伤模型能够准确地描述岩石在低应力水平下的弹性变形和残余强度变形特征,在实际的工程中具有广泛的适用性。
- 李海潮张升
- 关键词：三参数WEIBULL分布本构模型
- 基于分数阶热弹塑性理论的软岩力学特性描述被引量：3
- 2020年
- 软岩具有复杂的热力学行为,可能同时存在热增强和热减弱效应,即软岩的强度会随着温度升高增大或减小。为了描述软岩的力学特性,将其视作重超固结黏土,并假定其前期固结应力近似的等于单轴抗剪强度。基于分数阶热弹塑性理论,建立考虑温度影响的软岩分数阶下加载面模型,该模型能够在不引入塑性势函数的情况下统一描述相关联和非相关的流动法则。模型计算结果表明,软岩的热增强和热减弱效应与软岩的塑性流动方向和加载方向之间的夹角密切相关。在三轴压缩不排水试验过程中,采用非关联的流动法则会导致软岩的应力路径越过其临界状态线并最终达到临界状态,此时软岩的不排水剪切强度会随着温度的升高而逐渐上升;反之,则将观察到热减弱现象。此外,由于软岩的前期固结应力会随着温度的升高而减小,在p-q平面其初始下加载面可能会位于温度加载面外部,此时超固结比OCR将小于1。给出的模型能够合理地描述常温下太古石的三轴压缩排水试验结果,分析结果表明,软岩的应力-应变曲线具有应变硬化和软化特点,同时伴随着剪缩和剪胀现象的发生;针对不同温度下Ohya软岩的三轴压缩排水试验计算结果表明,随着温度的升高,软岩将逐渐由脆性破坏转变为延性破坏,其最终剪胀量也会随之减小。相比较修正剑桥模型,本文模型仅额外的引入了线膨胀系数aT和与软岩剪胀特性相关的模型参数m,两者具有明确的物理意义,可以通过常规的室内试验结果加以确定。
- 李海潮马博张升盛岱超
- 关键词：岩石力学分数阶微分软岩
- 考虑温度影响的岩土材料高阶屈服函数被引量：3
- 2018年
- 为了探究温度对土体剪胀特性和屈服面的影响,在临界状态土力学的框架下提出一个新的高阶剪胀方程。该高阶剪胀方程引入2个与温度相关的材料参数,对其进行积分可以得到一个新的高阶屈服函数以描述岩土材料屈服面的几何特性,而剑桥模型和修正剑桥模型的屈服函数可以视为其特例;进一步,考虑温度对土体前期固结应力的影响,可以得到一个新的考虑温度影响的屈服函数。将计算结果与试验结果进行对比分析,结果表明,升高温度会导致土体的塑性剪胀因子逐渐减小,同时土体的温度加载也会逐渐收缩。所给出的高阶剪胀方程及考虑温度影响的屈服函数对于不同温度下土体的剪胀特性和屈服面均有着良好的描述效果,为进一步探究温度对土体力学特性的影响规律和建立相应的弹塑性本构模型提供一个新的思路。
- 李海潮张升张升
- 关键词：土力学剪胀方程屈服函数温度
