考慮顆粒破碎的粗粒土本構關系研究.pdf

1、本文在土體的能量平衡方程中引入顆粒破碎耗能，進而根據能量方程建立了考慮顆粒破碎的粗粒土本構模型。 論文根據堆石料的三軸試驗成果，研究了粗粒土三軸剪切過程中的顆粒破碎規(guī)律和破碎耗能，提出了相關計算公式。并結合三軸試驗，根據剪切過程中的能量平衡關系，建立了考慮顆粒破碎影響的摩擦系數公式，確定了模型參數，驗證了模型的有效性。 論文研究了破碎參量的合理表達方式，并擬合試驗數據，計算得到了破碎耗能與破碎參量的關系式。將破碎耗能引入

2、剪切過程中的能量平衡方程，采用關聯流動法則，推導得到了考慮顆粒破碎的屈服函數。研究確定了硬化規(guī)律，建立了本構模型。采用變異粒子群優(yōu)化算法擬合試驗數據，確定了模型參數。通過與試驗曲線比較，認為提出的模型能夠很好地反映粗粒土的應力-應變-體變關系。 粗粒土剪切特性不僅受顆粒破碎的影響，而且受其內部狀態(tài)的影響。針對粗粒土的這一特點，論文建立了非相關聯流動法則本構模型。采用Pender建立的等應力比屈服函數描述粗粒土的剪切屈服特性，并根

3、據考慮顆粒破碎耗能的能量平衡方程推導流動法則。采用Chavez提出的v-p平面的臨界狀態(tài)線，定義當前孔隙比與當前應力對應的臨界孔隙比之差作為狀態(tài)參量。在Wood建立的硬化規(guī)律中引入破碎耗能參量和狀態(tài)參量，描述土體的應變軟化現象，建立同時考慮顆粒破碎和內部狀態(tài)影響的粗粒土本構關系。 為了彌補相關聯流動法則本構模型無法描述粗粒土狀態(tài)依賴特性的不足，通過建立模型參數與初始狀態(tài)參量之間的聯系，將內部狀態(tài)對剪切特性的影響引入所建立的相關聯