分形导数西元流变模型及其工程应用

尹倩; 龚维明; 戴国亮; 王博臣; 竺明星; 阮静; 刘强; 张凡

doi:10.11779/CJGE20240193

分形导数西元流变模型及其工程应用 English Version

尹倩¹,
龚维明^1,,
戴国亮¹,
王博臣¹,
竺明星³,
阮静⁴,
刘强⁵,
张凡⁵

1.
东南大学, 混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室, 南京, 211189, 中国;2
3.
江苏科技大学, 土木与建筑工程学院, 镇江, 212100, 中国
4.
江苏省交通工程建设局, 南京, 210004, 中国
5.
中交公路规划设计院有限公司, 100000, 中国

基金项目: 国家自然科学基金项目(52378328);国家自然科学基金项目(52178317);国家自然科学基金项目(52078128);

计量
- 文章访问数: 73
- HTML全文浏览量: 6
- PDF下载量: 12
出版历程
- 收稿日期: 2024-02-29
- 网络出版日期: 2025-02-11

Fractal derivative Nishihara rheology model and its application

摘要

摘要: 软土具有典型的非线性流变特性，传统黏弹塑性元件模型难以高效描述其三阶段流变行为。采用分形阻尼器取代传统阻尼器，考虑软土的损伤演化，提出了改进的能完整描述包含衰减流变、稳定流变及加速流变在内的三阶段西元黏弹塑性流变特性的分形导数流变模型，并给出了解析解。模型具有精度高和计算简捷的特点，与试验结果吻合良好，证明了其合理性。基于ABAQUS平台，编制了分形导数西元黏弹塑性流变模型的UMAT子程序，并通过软土三轴流变试验和路堤工程实例验证了子程序的有效性。结果表明，所建立的模型及开发的子程序能准确地反映软土的完整三阶段非线性流变特性。研究成果为软土分形导数黏弹塑性流变模型的建立及其在ABAQUS中的二次开发提供借鉴与参考。
- 分形导数理论 /
- 软土流变特性 /
- 黏弹塑性 /
- ABAQUS /
- UMAT
Abstract: Soft soil exhibits typical nonlinear rheological characteristics, which cannot be accurately described by traditional element models. By replacing the traditional damper with fractal damper and considering the damage effect of soil, an improved nonlinear fractal derivative Nishihara viscoelastic-plastic rheological model which can fully describe the decay stage, steady stage and accelerated stage of rheology is proposed and the analytical solution is given. The fitting result of the proposed model is in good agreement with the test result, which proves its higher precision and simpler calculation. The corresponding UMAT subroutine of the improved rheological model is compiled by ABAQUS, and the effectiveness is verified by triaxial creep tests and an embankment case. The comparison results show that the established model and developed subroutine can accurately reflect the complete three-stage viscoelastic-plastic rheological characteristics of soft soil. The research results provide reference for the establishment of viscoelastic-plastic fractal derivative rheological model in soft soil and its secondary development and application in ABAQUS.
- fractal derivative /
- soft soil rheological properties /
- viscoelastic-plastic /
- ABAQUS /
- UMAT

HTML全文

参考文献(0)

施引文献(61)

期刊类型引用(42)

1.	朱赛楠，殷跃平，铁永波，撒兰鹏，高延超，贺宇，赵慧. 乌蒙山区巨型古滑坡变形特征与复活机理研究——以大关古滑坡为例. 岩土工程学报. 2025(02): 305-314 . 本站查看
2.	胡贵良，刘文，鄢勇，范雄安，张毅，杜光远，熊皓，王猛，余天彬. 金沙江上游色拉古滑坡复活特征与堵江溃决模拟分析. 地质学报. 2025(02): 602-615 . 百度学术
3.	杨豹，赵瑞志，王海波，李晓光，吕钊，赵阳，王梦云. 遥感技术对地质灾害早期识别和动态监测——以昌波乡至羊拉乡段为例. 科学技术与工程. 2024(05): 1823-1836 . 百度学术
4.	殷跃平，高少华. 高位远程地质灾害研究：回顾与展望. 中国地质灾害与防治学报. 2024(01): 1-18 . 百度学术
5.	Yiqiu Yan，Changbao Guo，Yanan Zhang，Zhendong Qiu，Caihong Li，Xue Li. Development and Deformation Characteristics of Large Ancient Landslides in the Intensely Hazardous Xiongba-Sela Section of the Jinsha River, Eastern Tibetan Plateau, China. Journal of Earth Science. 2024(03): 980-997 . 必应学术
6.	李林，李涛，何治林，李树建，董健，王彪. 基于试验模拟的滑坡泥石流灾害链风险监测预警. 水土保持通报. 2024(02): 167-175 . 百度学术
7.	蒋涛，崔圣华，许向宁，蒙明辉. 四川高位滑坡发育特征及典型地质力学模式. 地质灾害与环境保护. 2024(02): 1-11 . 百度学术
8.	李金秋，张永双，任三绍，冉丽娜. 金沙江上游扎马古滑坡复活特征及堵河危险性分析. 水利学报. 2024(04): 481-492 . 百度学术
9.	武德宏，郝利娜，严丽华，唐烽顺，郑光. 金沙江滑坡群InSAR探测与形变因素分析. 自然资源遥感. 2024(03): 259-266 . 百度学术
10.	冉涛，徐如阁，李奇. 川藏交通廊道怒江段斜坡地质灾害发育特征及主控因素分析. 自然灾害学报. 2024(04): 176-187 . 百度学术
11.	徐正宣，林之恒，刘云鹏，聂晓芳，任利，张志龙. 复杂孕灾环境下隧道进口斜坡稳定性分析与评价. 西南交通大学学报. 2024(05): 1068-1077+1085 . 百度学术
12.	蒋佳岐，吴中海，黄小龙，黄飞鹏，王世锋. 金沙江干流巨型滑坡发育特征及其形成机理. 地震科学进展. 2024(10): 680-695 . 百度学术
13.	郑顺祥，王军，鄢勇，刘文，赵恒，杨钧翔，范雄安，张毅，王猛，余天彬. 金沙江上游沙东滑坡发育特征与堵江溃决预测分析. 水文地质工程地质. 2024(06): 160-170 . 百度学术
14.	郭海湘，区歌阳，杨钰莹. 1987—2022年中国自然灾害链研究进展与趋势——基于CiteSpace的计量分析. 安全与环境工程. 2024(06): 118-133 . 百度学术
15.	谭银龙，许万忠，曹家菊，罗丹，王本栋，谯立家，周谊. 基于Midas-GTS的三峡库区金鸡岭滑坡成因机制与稳定性分析. 水文地质工程地质. 2023(01): 113-121 . 百度学术
16.	牛敏杰，师芸，吕杰，赵侃，石龙龙. 基于SBAS-InSAR技术的广安村滑坡形变监测分析. 地理空间信息. 2023(01): 79-84 . 百度学术
17.	王庆芳，郑志军，董继红，余天彬，刘文，黄细超. 基于多源遥感技术的红层滑坡识别与监测研究. 人民长江. 2023(01): 111-118 . 百度学术
18.	高秉海，何毅，张立峰，姚圣，杨旺，陈毅，何旭，赵占骜，陈鹤升. 顾及In SAR形变的CNN滑坡易发性动态评估——以刘家峡水库区域为例. 岩石力学与工程学报. 2023(02): 450-465 . 百度学术
19.	董建军，梅媛，闫斌，刘士乙. 高海拔排土场边坡安全稳定性的PS-InSAR监测. 防灾减灾工程学报. 2023(01): 149-157 . 百度学术
20.	贾丽娜，李瑞冬，魏新平. 基于InSAR技术的黄土滑坡及周边斜坡变形识别. 地下水. 2023(02): 121-124 . 百度学术
21.	王之栋，唐伟，马志刚，李雨宸，杨本勇，李维庆，李永鑫. 九寨沟地区高位滑坡隐患InSAR-LiDAR早期识别. 测绘通报. 2023(05): 9-15 . 百度学术
22.	李沙，张立舟，周成涛，刘洋，陈锐. 基于SBAS-InSAR的大型滑坡变形分区及时序监测研究. 人民长江. 2023(06): 103-111 . 百度学术
23.	赵子昕，汪发武，朱国龙，彭星亮. 混杂岩形成机制及非均质力学特性研究进展. 工程地质学报. 2023(03): 796-814 . 百度学术
24.	张彦锋，高杨，李滨，朱赛楠. 青藏高原混杂岩带及其地质灾害发育特征分析. 工程地质学报. 2023(03): 981-998 . 百度学术
25.	刘印明. 区域降雨型浅层滑坡失稳机理研究. 科技创新与生产力. 2023(07): 30-33 . 百度学术
26.	李晓斌，白海军. 高位远程古滑坡既有变形特征和后续变形发展规律研究. 大地测量与地球动力学. 2023(11): 1129-1135 . 百度学术
27.	陈兴长，郭晓军，陈慧. 金沙江上游德格-白玉段流域地貌特征及影响因素分析. 第四纪研究. 2023(05): 1269-1281 . 百度学术
28.	吴明堂，房云峰，沈月，戴可人，姚义振，陈建强，冯文凯. 基于短基线DInSAR的白鹤滩库区蓄水期滑坡隐患广域快速动态识别. 遥感技术与应用. 2023(05): 1054-1061 . 百度学术
29.	包馨，张瑞，刘安梦云，王婷，向卫，刘国祥. 联合升降轨时序InSAR的金沙江滑坡群隐患识别. 北京理工大学学报. 2023(11): 1135-1145 . 百度学术
30.	刘媛媛，陈人杰，陈能辉. 西藏色拉滑坡时序InSAR二维形变反演与预测. 北京理工大学学报. 2023(11): 1115-1124 . 百度学术
31.	陈新咏. 某高位滑坡强变形监测及成因机制分析. 福建建材. 2022(01): 64-67+73 . 百度学术
32.	易思材，张明文，李帅. 云南某梯田滑坡灾害治理施工技术. 建筑机械化. 2022(02): 64-66 . 百度学术
33.	丁永辉，张勤，杨成生，王猛，丁辉. 基于高分遥感的金沙江流域滑坡识别——以巴塘县王大龙村为例. 测绘通报. 2022(04): 51-55 . 百度学术
34.	王海鹏，高瑞丹，宁树理，王航，寻怀军. 重庆市丰太六组前缘滑坡特征分析及治理方案. 工程建设. 2022(06): 36-41 . 百度学术
35.	戴可人，沈月，吴明堂，冯文凯，董秀军，卓冠晨，易小宇. 联合InSAR与无人机航测的白鹤滩库区蓄水前地灾隐患广域识别. 测绘学报. 2022(10): 2069-2082 . 百度学术
36.	铁永波，葛华，高延超，白永健，徐伟，龚凌枫，王家柱，田凯，熊小辉，范文录，张宪政. 二十世纪以来西南地区地质灾害研究历程与展望. 沉积与特提斯地质. 2022(04): 653-665 . 百度学术
37.	钟彬，柳志云，李向新，吕加颖. 滑坡形变的升降轨时序干涉合成孔径雷达监测与分析. 激光与光电子学进展. 2022(24): 247-254 . 百度学术
38.	杨成生，董继红，朱赛楠，熊国华. 金沙江结合带巴塘段滑坡群InSAR探测识别与形变特征. 地球科学与环境学报. 2021(02): 398-408 . 百度学术
39.	朱赛楠，殷跃平，黄波林，张枝华，王平，王文沛，赵慧，张晨阳. 三峡库区大型单斜顺层新生滑坡变形特征与失稳机理研究. 工程地质学报. 2021(03): 657-667 . 百度学术
40.	吴瑞安，马海善，张俊才，杨志华，李雪，倪嘉伟，钟宁. 金沙江上游沃达滑坡发育特征与堵江危险性分析. 水文地质工程地质. 2021(05): 120-128 . 百度学术
41.	黄细超，余天彬，王猛，朱赛楠，宋班，刘文. 金沙江结合带高位远程滑坡灾害链式特征遥感动态分析——以白格滑坡为例. 中国地质灾害与防治学报. 2021(05): 40-51 . 百度学术
42.	熊国华，杨成生，朱赛楠，董继红，张勤. 基于MSBAS技术的金沙江上游色拉滑坡形变分析. 中国地质灾害与防治学报. 2021(05): 1-9 . 百度学术