土體結構性彈塑性本構模型研究.pdf

1、首先介紹了考慮土體結構性研究的重要意義,接著介紹了國內外關于結構性土體的研究現狀,并從理論、試驗、數值模擬幾個方面對結構性土體的基本性質和本構模型進行研究,提出了可以考慮土體結構性的彈塑性軟化及硬化模型.采用在原料土中摻入水泥的方法,人工制備大孔隙結構性土.對人工制備結構性土樣試驗研究表明:人工制備結構性土在固結、變形及應力應變關系等方面與天然土的規(guī)律一致.根據不同應力路徑下等應力比壓縮試驗的應力應變關系,確定出不同應力路徑下結構性土體

2、的屈服應力,從而確定出模型的初始屈服曲線.根據不同應力路徑下等應力比壓縮試驗的塑性應變增量來擬合塑性應變增量與應力狀態(tài)之間的關系,而無需像經典塑性理論一樣假定土體服從正交流動規(guī)則;以塑性功為硬化參數,根據常規(guī)三軸排水剪切試驗建立結構性彈塑性模型硬化規(guī)律.提出的結構性彈塑性模型是在試驗結果的基礎上建立起來的,沒有經典塑性理論的一些基本假設,使得模型更加合理.試驗表明,膠結較強的結構性土具有明顯的初始屈服面,在初始屈服面內,土體表現為彈性,

3、超過初始屈服面土體表現為彈塑性.當固結壓力低于結構屈服應力時,土體膠結越強,對應的峰值應力越大,軟化越明顯;結構完全破損后,應力趨于穩(wěn)定值,即殘余應力,殘余應力值與結構性的強弱無關而與圍壓大小相關.此外,介紹了關于應變軟化材料有限元數值模擬的一些研究進展,并且介紹了適合應變軟化材料有限元數值模擬的位移控制法.用所提出的結構性彈塑性軟化模型編制了有限元程序,對天然結構性土體地基上的淺基礎問題進行了數值模擬,為了便于比較,還使用了劍橋模型進