考虑颗粒破碎与各向异性的堆石料广义塑型模型（英文）

堆石料以其填筑密度高、压实性能好、透水性强、沉降变形小、承载力高等优点,在堆石坝、铁路、公路路基等工程建设中得到广泛应用。合理的堆石料本构模型对工程计算和分析具有重要意义,且目前仍具有很大的发展空间。基于破碎应力和空间滑动面(SMP)的概念,提出了一个能综合反映颗粒破碎和各向异性的状态参数。利用该状态参数对修正ZienkiewiczⅢ模型(MPZ模型)进行了改进,构造了一个能够描述堆石料应力变形工程特性的广义塑性模型。本文通过一系列不同压实面倾角的常规三轴试验,验证了该模型的有效性。由于所构造的各向异性指标ω的变化趋势能够反映堆石料的变形和强度随大主应力方向角非单调变化的特征,故该模型可以反映堆石料初始各向异性对力学特性造成的明显差异。     

基于广义塑性模型的高心墙堆石坝反演计算分析

高堆石坝工程在填筑、蓄水和运行过程中,堆石料常经历复杂多变的应力路径,它所表现出的各向异性和颗粒破碎对其力学特性有明显的影响。采用现有的方法计算高堆石坝变形误差大,其主要原因是目前本构模型在反映堆石料的本质特性方面有待完善。本文构造了各向异性状态参量,定义了参考各向异性状态参数替代基于固定临界状态线的状态参数,可将各向异性、颗粒破碎、复杂应力路径的影响综合考虑到与参考状态线的相对空间位置中。基于参考各向异性状态参数,发展了考虑各向异性和颗粒破碎的堆石料弹塑性本构模型。最后,采用所发展的堆石料广义塑性模型MPZR对已建的糯扎渡高心墙堆石坝进行了应力变形有限元计算分析,并与堆石体内测点的监测值进行对比,验证了模型的可靠性和实用性。