高应力与大变形下扩孔问题的能源法解析：理论与应用

本文以"考虑高应力和大变形时扩孔问题能量法解析"为主题，由邹金锋博士撰写，他隶属于中南大学土木工程学院。研究基于压缩机理对圆孔扩张问题的深入分析，特别关注了在高应力和大变形条件下，孔扩压力如何影响土体的应力-应变-体变关系，以及摩尔库仑破坏准则的应用。 文章的核心内容是通过能量守恒原理，结合土体在塑性区的非关联流动特性，建立了扩展圆孔的物理方程，同时考虑到土体的大变形现象。作者将力学模型与几何方程联立求解，从而推导出了一种用于计算高应力下圆孔扩张极限扩孔压力的理论公式。这个公式考虑了土体在扩张过程中的剪胀效应，对于预测粘性土和砂性土的极限扩孔压力具有显著的实用价值。 实验结果与理论计算的对比显示出良好的一致性，这验证了该理论在实际应用中的可靠性。进一步的研究发现，剪切模量和剪胀系数的交互作用对极限扩孔压力有显著影响，尤其在粘性土和砂性土中，这种影响是非线性的，即随这两个参数的增加，压力先有所减少然后增加。 关键词包括能量法、能量守恒、大变形、扩孔、粘性土和高应力，表明了本文的焦点集中在解决这些技术难题上。这篇首发论文不仅提供了理论分析，还为实际工程中的圆孔扩张设计和施工提供了科学依据，对于提升工程安全性和效率具有重要意义。