两种土体弹塑性模型三维化方法的比较研究

1　引　　言 大多数土体的本构模型是建立在三轴压缩试验结果的基础上 ,得到的是以平均正应力ｐ和广义剪应力ｑ为变量的屈服方程。然后用ｐ =σｉｉ/ 3和ｑ =[3(σｉｊ-ｐδｉｊ) (σｉｊ-ｐδｉｊ) / 2 ]1/2 将这些模型推广到平面应变、真三轴等三维应力条件下 ,所得的预测结果与试验结果有较大的出入 ,其中的一个主要原因是用这种方法推广的三维模型 ,其屈服面在π平面上是一个圆。但大量的试验证明 ,土体屈服面在π平面上的形状接近莫尔 -库仑破坏准则或ＳＭＰ(空间滑动面 )破坏准则[1] 。为得到更符合实际的结果 ,不少学者考虑了土体在π平面上的屈服规律 ,把剑桥模型、椭圆 -抛物线模型     

加筋土数值计算的等效附加应力法

１　前　　言*Ｙａｎｇ（１９７２）引入“等效周围压力”的概念［１］,把三轴试验中筋的作用当成一个附加围压。加筋土试验的内摩擦角φ与未加筋土的内摩擦角几乎相同,只是增加了粘聚力ｃ。三轴试验中试样破坏时附加围压Δσ３ｆ与粘聚力增量Δｃ的关系为Δσ３ｆ＝２Δｃ·ｔａｎ（４５°－φ２）（１）当筋材为水平布置时,有［２,３］Δｃ＝ＲｆＫｐ／２ΔＨ（２）式中　ΔＨ为布筋间距;Ｒｆ为试样破坏时筋材单位宽度所受的力（当三轴试验破坏为筋材拉断破坏时,Ｒｆ即为筋材的拉断强度ＲＴ,如果破坏是由于筋材过度变形引起的,Ｒｆ就是试样破坏时筋中的应变与其模量之积）。由式（１）、（２）可知Δσ３ｆ＝Ｒｆ／ΔＨ（３）　　上述概     

考虑材料应变软化的球(柱)孔扩张理论在桩底注浆中的研究

1　问题的提出 密实砂、超固结土等材料在应力应变关系曲线上有明显的峰值 ,当应力小于峰值强度 ,在起始阶段表现为弹性状态 ,然后逐渐屈服 ;到达峰值后 ,应力随变形的增大而降低 ,这称为应变软化现象。著名学者Ｐｒｅ ｖｏｓｔ和Ｈｕｇｈｅｓ提出在应变软化范围内 ,由于应力增量与应变增量的内积为负值 ,使得数值模拟分析结果并不唯一。因此引进Ｋ .Ｄｅｍｓ及Ｚ .Ｍｒｏｚ提出的分段线性函数来模拟应力应变关系 ,峰值至残余应力之间的关系 ,则用应力跌落表示。图 1为软化模型在一维情况下的表示 ,其中Ａ点和Ｂ点相对应的是初始屈服面Ｆ(σｉｊ) =0和ｆ(σｉｊ) =0 ,当质点加载至初始屈服面上点Ａ且加     

土的应力—应变定律（二）

土的应力—应变定律（二）刘开明译屈智炯校（成都科技大学水利系）５临界状态模型此处的临界状态模型被解释为用一个硬化定律的特殊型式的弹－塑性帽子模型。模型可以有各种各样不同形状的屈服面。例如，圆锥部分可以是圆形或六角形，分别适应于前节的（ｐ、ｑ）系列和莫...     

椭圆抛物双屈服面弹塑性模型三维各向异性修正及其试验验证

 粗粒料作为高土石坝的重要筑坝材料,其应力–应变规律受初始不等向固结和后续施工影响。考虑粗粒土各向异性特性的同时兼顾其剪胀性和初始不等向应力状态等主要性质,结合室内试验资料,运用应力变换方法和引入新的应力比参数等手段对经典双屈服面弹塑性模型的屈服轨迹和硬化轴进行修正。通过试验数据和预测结果的对比,表明修正的三维化各向异性双屈服面弹塑性模型能够较合理地反映粗粒土在初始不等向固结状态下的强度和变形特性。     

一个土体的双屈服面应力-应变模型

<正>一、引言 土体弹塑性应力-应变关系的单屈服面“帽子”模型,如修正剑桥模型、科斯拉和吴模型以及黄文熙模型等,在用于一般加荷情况时,能获得较满意的结果;但对某些加荷情况,可能会出现不合理。譬如,受有一定荷载的三轴试样,如果保持偏应力不变而降低围压,单屈服面“帽子”模型将当作卸荷回弹,因为应力变化落到屈服面以内。而事实上,试验     

岩石损伤力学模型及其本构方程的探讨

１ 问题的提出 图１为典型的岩石应力－应变特性曲线［１］,其斜率随着应变的增大逐渐增大,至Ａ点后保持不变,到Ｂ点后又逐渐减小,在Ｃ点达到极大值,之后斜率为负,最终保持一定的残余强度（Ｄ点）,在应力不变条件下应变可无限增大。前人在研究岩石应力－应变曲线的基础上提出了许多岩石力学模型,以确定岩石的本构关系。如线弹性模型、理想弹塑性模型、双线性模型、多线性模型、双曲线模型、幂强化模型、应变软化模型等［１］。这些模型在一定范围内能反应岩石的应力－应变特性,有一定的工程应用范围。但是与岩石全应力－应变曲线相…     

应力路径对填土应力应变关系的影响及其应用

本文对若干砂性土和粘性土进行了多种应力路径条件下的三轴试验,以揭示应力路径对填土的应力-应变特性的影响。并针对土坝实际应力变化情况,着重探讨了等应力比（σ₁/σ₃比值为常数）应力路径条件下土的应力-应变关系的规律性。提出了较接近于等应力比试验实测成果的指数模型,并用之于研究土坝在施工期的应力及变位分布,得出应力路径对土坝变位分布计算成果有重大影响的结论。本文还将考虑应力路径的指数模型与邓肯-张不考虑应力路径的双曲线模型在土坝有限元计算中的应用作了对比。     

土石坝心墙成拱作用的一个综合评价指标

１问题的提出对土石坝而言,心墙的防渗效果始终是安全问题的焦点之一。为此,通常采用以下两个指标作为安全评价的依据：水力劈裂指标Ｉｐ＝ｐ／ｕ（１）应力荷载比ＩＨ＝ｐ／γＨ（２）式中ｐ是心墙内一点的垂直土压力;ｕ为该点的渗水压力;γ为容重;Ｈ为该点上覆层厚...     

三维化方法对土的平面应变强度和变形的影响分析

临界状态本构模型需要通过三维化来反映材料在三维应力状态下的力学特性。采用不同三维化方法在描述应力罗德角和偏应力对应力应变的影响程度上具有差异性,在平面应变条件下,这种差异性对土的应力应变计算结果影响往往非常显著。以K₀固结土的统一硬化(UH)本构模型和空间滑动面(SMP)强度准则为例,分别采用变换应力(TS)方法和g(θ)方法这两种常用方法对模型三维化,推导了相应的三维弹塑性刚度矩阵[D_ep],阐述了不同方法在三维应力应变计算过程上的本质区别。相比g(θ)方法,TS方法可以合理描述不同K₀状态下土的应力水平对偏平面上屈服曲线形状的影响规律,即由低应力比下的近圆形转变为剪切破坏时的SMP破坏准则形状,实现了土体从剪切屈服到剪切破坏的一致性。通过对一系列平面应变单元试验和边值问题的分析计算结果表明,采用TS方法三维化的UH模型预测结果与已有试验规律更为吻合。在不同K₀固结条件下,由于计算得到的破坏面呈现不规则形状,采用g(θ)方法往往过高或过低地估计平面应变条件下土体的应力水平。