土體結(jié)構(gòu)性彈塑性本構(gòu)模型研究.pdf

1、首先介紹了考慮土體結(jié)構(gòu)性研究的重要意義,接著介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于結(jié)構(gòu)性土體的研究現(xiàn)狀,并從理論、試驗(yàn)、數(shù)值模擬幾個(gè)方面對(duì)結(jié)構(gòu)性土體的基本性質(zhì)和本構(gòu)模型進(jìn)行研究,提出了可以考慮土體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)性土.對(duì)人工制備結(jié)構(gòu)性土樣試驗(yàn)研究表明:人工制備結(jié)構(gòu)性土在固結(jié)、變形及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等方面與天然土的規(guī)律一致.根據(jù)不同應(yīng)力路徑下等應(yīng)力比壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,確定出不同應(yīng)力路徑下結(jié)構(gòu)性土體

2、的屈服應(yīng)力,從而確定出模型的初始屈服曲線.根據(jù)不同應(yīng)力路徑下等應(yīng)力比壓縮試驗(yàn)的塑性應(yīng)變?cè)隽縼?lái)擬合塑性應(yīng)變?cè)隽颗c應(yīng)力狀態(tài)之間的關(guān)系,而無(wú)需像經(jīng)典塑性理論一樣假定土體服從正交流動(dòng)規(guī)則;以塑性功為硬化參數(shù),根據(jù)常規(guī)三軸排水剪切試驗(yàn)建立結(jié)構(gòu)性彈塑性模型硬化規(guī)律.提出的結(jié)構(gòu)性彈塑性模型是在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,沒(méi)有經(jīng)典塑性理論的一些基本假設(shè),使得模型更加合理.試驗(yàn)表明,膠結(jié)較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性土具有明顯的初始屈服面,在初始屈服面內(nèi),土體表現(xiàn)為彈性,

3、超過(guò)初始屈服面土體表現(xiàn)為彈塑性.當(dāng)固結(jié)壓力低于結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力時(shí),土體膠結(jié)越強(qiáng),對(duì)應(yīng)的峰值應(yīng)力越大,軟化越明顯;結(jié)構(gòu)完全破損后,應(yīng)力趨于穩(wěn)定值,即殘余應(yīng)力,殘余應(yīng)力值與結(jié)構(gòu)性的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)而與圍壓大小相關(guān).此外,介紹了關(guān)于應(yīng)變軟化材料有限元數(shù)值模擬的一些研究進(jìn)展,并且介紹了適合應(yīng)變軟化材料有限元數(shù)值模擬的位移控制法.用所提出的結(jié)構(gòu)性彈塑性軟化模型編制了有限元程序,對(duì)天然結(jié)構(gòu)性土體地基上的淺基礎(chǔ)問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬,為了便于比較,還使用了劍橋模型進(jìn)