岩土类材料的多重势面弹塑性本构模型理论

<正> 一、前言 传统的增量塑性本构理论是以塑性公设为基础,以屈服面的概念为前提而建立的,其关键则是所谓正交法则。岩土力学的弹塑性本构理论,目前主要是依据传统塑性本构理论的假设和概念而建立的,如剑桥模型,黄文熙等的清华模型,其屈服面是依据正交法则来确定的,而真正的土的屈服面是很难象金属材料那样,由实验通过屈服的定义来确定的,因为岩土类材料不象金属具有一个明确的屈服点。土一开始即有塑性变形的,因此,屈服面的概念严格说来是一种理想化的概念。把这种概念用于岩土类材料是存在不少困难的,因     

应力空间变换——岩土本构描述的一条新途径

岩土类摩擦型材料的极限状态线限制了岩土体应力状态的变化范围。岩土体应力状态靠近极限状态时，岩土体塑性剪切变形越来越大，趋以破坏，而离开极限状态线时，结果刚好相反，这是岩土次生各向异性的一种反映，从岩土类材料极限状态线导致的各向异性出发，提出了应力空间变换的思想，以重塑土为例，以修正剑桥模型屈服面的中心为映射中心，导出了重塑土的应力空间变换，应力增量变换的公式，并考虑了应力洛德角的影响，通过应力空间变换，为岩土类材料本构描述提供了一条新途径，使屈服面，边界面只能在允许的应力空间中运动（等向硬化或运动硬化），合理地反映了岩土体次生各向异性与应力路径的影响。     

岩土本构理论的几个基本问题研究

从岩土基本力学性质出发 ,证明了Drucker塑性公设、经典塑性力学原理不适用于岩土材料。对岩土本构理论的几个基本问题进行了研究。通过严格的理论分析 ,证明了基于经典塑性理论的单屈服面模型无论是否采用相关联流动法则都是不适用于岩土材料的 ;岩土屈服面不唯一 ,屈服面重数与塑性应变增量自由度一致 ,岩土屈服面存在不外凸情况 ;相关联流动法则不适用于岩土材料     

第一届全国岩土本构理论研讨会会议通知

<正>由中国力学学会岩土力学专业委员会、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会主办,由北京航空航天大学承办的第一届全国岩土本构理论研讨会将于2008年11月5日～7日在北京航空航天大学召开。本次会议将为全国从事岩土本构理论研究和实践的学者提供一个深入交流、学习的机会,展示我国岩土本构理论及其测试、运用方面的新理论、新方法与新技术,以推动土力学基     

第一届全国岩土本构理论研讨会圆满闭幕

<正>由中国力学学会岩土力学专业委员会、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会主办,由北京航空航天大学承办的第一届全国岩土本构理论研讨会于2008年11月5～7日在北京航空航天大学隆重召开。大会的协办单位有:北京交通大学、清华大学、北京工业大学、北京科技大学。     

岩土材料三剪能量本构模型的数值实现及应用

 针对前期研究中提出的三剪能量本构模型,基于塑性位势理论,详细推导其在FLAC3D中的增量迭代格式,并编制相应的UDM接口程序。为了验证程序的正确性,考虑到三剪能量准则常规三轴情况下退化为Mohr-Coulomb准则,分别采用三剪能量本构模型和FLAC3D内嵌的Mohr-Coulomb模型数值模拟试样的常规三轴试验。计算结果显示,两种模型给出的结果几乎完全一样,从而验证计算格式和程序的正确性。最后,研究三剪能量本构模型的工程应用,分别采用Prandtl理论解、Mohr-Coulomb模型和三剪能量本构模型计算地基的极限承载力,计算结果表明,由于Prandtl理论解是基于Mohr-Coulomb准则建立的,且Mohr-Coulomb准则不考虑中间主应力的影响,而三剪能量准则考虑了中间主应力的影响,因此,Prandtl理论解和Mohr-Coulomb模型均偏于保守,其计算的极限承载力要比三剪能量本构模型计算结果偏小。     

基于遗传算法的岩土本构模型辨识

通过对岩土本构模型辨识机理的分析，提出了基于遗传算法的本构模型辨识方法，并用两个工程实例对该法进行了验证。     

等效时间和岩土材料的弹粘塑性模型

 介绍描述岩土材料蠕变的等效时间、参考时间线等概念和如何用这些概念推导出一个简单的一维弹粘塑性(12D EVP) 本构模型。还介绍了确定模型参数的方法、殷2Graham 模型及其试验验证, 和用土与岩石的试验数据来验证等效时间和蠕变速率与加载历史基本上无关的结论。     

岩土塑性力学的新进展——广义塑性力学

多数岩土工程都处于弹塑性状态 ,因而岩土塑性在岩土工程的设计中至关重要。本文首先简要回顾了岩土塑性的发展过程 ,分析了经典塑性力学用于岩土类材料存在的问题 ,指出其采用的 3个不符合岩土材料变形机制的假设。放弃这 3条假设 ,从固体力学原理直接导出广义塑性位势理论 ,从而将经典塑性力学改造成更一般的塑性力学---广义塑性力学。广义塑性力学采用了塑性力学中的分量理论 ,能反映应力路径转折的影响 ,克服了塑性应变增量方向与应力增量无关的错误 ;要求屈服面与塑性势面对应 ,而不要求相等 ,避免了采用正交流动法则引起过大剪胀等不合理现象 ,也不会产生当前非关联流动法则中任意假定塑性势面引起的误差。文中给出了广义塑性力学的屈服面理论、硬化定律和应力-应变关系 ,并在应力增量分解的基础上 ,建立了考虑应力主轴旋转的广义塑性位势理论 ,从而可求出应力主轴旋转产生的塑性变形。通过分析屈服面的物理意义 ,表明屈服条件是状态参数 ,它与应力状态、应力历史及材性等状态量有关 ;同时也是试验参数 ,只能由试验给出。通过实际应用 ,表明广义塑性力学不仅可以作为岩土材料的建模理论 ,而且还可以应用于诸如极限分析等土力学的诸多领域 ,具有广阔的应用前景。     

对岩土塑性理论中两个基本问题的讨论

本文重点介绍近年来作者与国内岩土工作者所作的一些工作，也是作者对岩土塑性的一些认识。岩土塑性中的两个基本问题：一是岩土塑性基本理论；二是如何确立岩土屈服条件。本文介绍这两方面的研究进展，力求提高岩土塑性计算的准确度。     

基于广义位势理论的接触面弹塑性本构模型

基于广义位势理论,把土与结构的接触面问题看作(σn,τ)空间上的二维问题,用两个线性无关的势函数梯度矢量表示两个塑性应变增量的分量dεnp,dγp组成的矢量,并用塑性状态方程取代传统的屈服面,建立了双重势面接触面弹塑性新模型。结合含砾粗砂与钢板接触面单剪试验以及单向压缩试验资料,说明模型参数的确定方法,其中采用抛物线和一阶指数衰减曲线拟合接触面先剪缩后剪胀的试验曲线,曲线参数有物理意义且拟合精度高,参数完全可以通过试验确定。结果表明,模型数学原理清晰,物理假设少,且具有一般性,能够反映接触面的剪胀特性以及准确模拟接触面的变形特性。     

第一届全国岩土本构理论研讨会在北京航空航夫大学召开

2008年11月6日上午,由中国力学学会岩土力学专业委员会、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会主办,北京航空航天大学承办的“第一届全国岩土本构理论研讨会”在该校新主楼会议中心第二报告厅开幕。中国工程院郑颖人院士、河海大学岩土工程研究所所长殷宗泽教授、清华大学水利水电学院李广信教授、中科院武汉岩土所孔令伟教授等业内知名学者与会,北京航空航天大学交通科学与工程学院党委书记姚仰平教授主持了开幕式。     

工程材料的扰动状态本构模型(Ⅰ)——扰动状态概念及其理论基础

现在，弹性，塑性，热塑性，热粘塑性，连续介质损伤理论等常常被用来建立工程材料的本构模型。现介绍一种比上述理论更好的，统一的建模方法－－基于扰动状态概念的本构模拟方法。扰动状态概念（DSC）是基于这样一种思想：变形材料单元可被看成是一种由处于相对完整 状态和完全调整状态（即所谓的基准状态）的两种基本部分所组成的混合物。在外部荷载的作用下，材料经历自由调整过程而产生的内部的微结构变化。结果使初始的相对完整（RI）状态逐渐转变为完全调整（FA）状态。这种自调整过程可能包含能导致材料微裂纹产生，损伤或强化的颗粒的相对运动，它能引起观测响应的扰动，特别是在两种基准状态下的响应。材料单元可观测的平均响应是根据材料在两种基准状态（相对完整状态和完全扰动状态）下的响应通过扰动函数来表达的。研究成果表明：扰动状态概念为工程材料提供了一种统一的本构模拟方法，它包括其他早先的连续介质和损伤模型体系，并把它们作为特例。     

第一届全国岩土本构理论研讨会圆满闭幕

由中国力学学会岩土力学专业委员会、中国土木工程学会土力学及岩土工程分会主办,北京航空航天大学承办的第一届全国岩土本构理论研讨会于2008年11月5～7日在北京航空航天大学隆重召开。大会的协办单位有：北京交通大学、清华大学、北京工业大学、北京科技大学。     

从广义位势理论的角度看土的本构理论的研究

本文介绍了广义位势理论的基本思想,并从广义位势理论角度出发剖析传统本构理论在表述土的本构关系的局限性。分析了从广义位势理论出发来建立土的本构模型的优点,其可以突破传统理论中以塑性公设为前提的限制,因而,从广义位势理论角度上来建立土的本构模型的具有更广阔的前景。     

应力空间岩土本构模型的三维图像

本构模型的三维图像对于全面掌握本构理论具有十分重要的意义,然而现有文献提供的三维模型图像要么粗糙要么不成系统,且目前还没有学者系统地进行过本构模型三维图示化的工作。因此,在简要总结现有本构理论的基础上,对常用的大多数岩土材料本构模型进行了三维图示化,它们对于进一步完善本构理论具有积极的指导作用。     

岩石扩容性质及其本构模型的研究

通过对岩石力学试验资料的比较和分析,从扩容屈服面(初始扩容屈服面和后继扩容屈服面)和破裂面的概念出发。在Drucker公设条件下,导出了扩容应变(即非线性应变)所遵循的规律,得出了扩容应变的方向与扩容屈服面正交的结论;并给出了相应的本构方程。通过采用一个典型的屈服面φ=J_2~(1/2)/(0—mI)—1=0,研究了扩容应变和扩容体应变的变化,并给出了本构方程。用此理论做出的数值模拟结果与岩石力学试验的结果比较吻合。     

岩土材料的两种经典本构模型之分析比较

文章选取了岩土材料的两种经典本构模型,通过详细的介绍与比较,从本质上分析其各自的优缺点,从而对这两种本构模型做了比较,以便为以后工程实践中提供一些参考和借鉴。     

岩土本构模型智能识别的若干研究

岩土本构模型识别是反分析研究的一个重要方面,智能方法的引入极大地推动了其研究.主要从以下6个方面介绍了目前本构模型智能识别的一些研究进展及可能方向本构模型的神经网络逼近;本构模型的神经网络描述;模型类内进化识别模型类间进化识别;模型形式的进化识别;模型形式的进化重构.