強(qiáng)度理論在凍土本構(gòu)模型中的應(yīng)用.pdf

1、本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有強(qiáng)度理論的分析比較同時(shí)結(jié)合凍土的強(qiáng)度和變形規(guī)律，并基于微、細(xì)觀試驗(yàn)結(jié)果探討分析了凍土強(qiáng)度弱化以及凍土蠕變變形的內(nèi)在機(jī)理。主要得出以下結(jié)論： 1.對(duì)現(xiàn)有強(qiáng)度理論進(jìn)行系統(tǒng)的比較、分析得出結(jié)論：統(tǒng)一強(qiáng)度理論具有明確的物理意義，可以充分反映出各種不同材料的性質(zhì)，可以充分考慮作用在雙剪應(yīng)力單元體上的所有應(yīng)力分量對(duì)材料的屈服或破壞的不同影響，可以正確反映中間主應(yīng)力的分段效應(yīng)，并且可以全域靈活地適應(yīng)于各種不同材料不同程度的中問(wèn)主

2、應(yīng)力效應(yīng)。最后在結(jié)合凍土的強(qiáng)度和變形特征的基礎(chǔ)上。利用統(tǒng)一強(qiáng)度理論提出凍土的本構(gòu)模型。 2.隨圍壓的增大，凍土的強(qiáng)度增加，但隨圍壓的進(jìn)一步增大強(qiáng)度出現(xiàn)降低的趨勢(shì)，也就是說(shuō)圍壓的增大可以抑制凍土的膨脹軟化效應(yīng)，也可以誘導(dǎo)凍土的膨脹軟化現(xiàn)象。強(qiáng)度隨圍壓的變化趨勢(shì)基本上呈拋物線型分布?；诮y(tǒng)一強(qiáng)度理論對(duì)原有凍土拋物線型屈服準(zhǔn)則進(jìn)行改進(jìn)。 3.圍壓作用下，影響凍結(jié)砂土強(qiáng)度弱化的主要原因是孔隙冰的壓融、礦物顆粒細(xì)化和微裂隙的發(fā)育；

3、影響凍結(jié)粉質(zhì)粘土強(qiáng)度弱化的主要原因是孔隙冰的壓融、微裂隙的發(fā)育。這些過(guò)程不是獨(dú)立存在的，而是共同影響、共同作用導(dǎo)致了凍土強(qiáng)度的弱化。 4.凍結(jié)粘性土的變形特點(diǎn)為：加荷初期試樣體積收縮，但隨著荷載的進(jìn)一步增大而變?yōu)榕蛎?，直至試?yàn)結(jié)束。軸應(yīng)變隨偏應(yīng)力的增大而增大，表現(xiàn)出明顯的粘塑性特征。應(yīng)力—應(yīng)變曲線上的準(zhǔn)彈性段、屈服段和粘塑性段分別對(duì)應(yīng)體變曲線上的體縮段、體縮量最大處和膨脹段。在同一圍壓下，隨負(fù)溫的增大，相同條件下的凍結(jié)粘性土的軸

4、向變形減小、體縮量增大、膨脹量減??；在同一負(fù)溫下，相同條件下的軸向變形和體縮量隨圍壓的增大而減小、膨脹量隨圍壓的增大而增大。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，給出了考慮體變的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系。 5.凍土蠕變過(guò)程中其體積變形不為零，且剪應(yīng)力強(qiáng)度明顯影響著凍土的體積變形。凍土的蠕變變形不僅取決于剪應(yīng)力強(qiáng)度，而且與平均法向應(yīng)力密切相關(guān)。因此存在平均法向應(yīng)力的影響同時(shí)在體變不為零時(shí)，按照傳統(tǒng)的方法直接從單軸應(yīng)力狀態(tài)的蠕變方程推算出復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的蠕變參數(shù)，即

5、使在單一曲線假定下也是不可行的。 6.研究了凍土的瞬時(shí)變形特征和凍土的蠕變及蠕變強(qiáng)度，給出了單軸應(yīng)力下，復(fù)雜應(yīng)力下的蠕變本構(gòu)模型，并基于流變?cè)o出了凍土的流變本構(gòu)方程的微分形式、積分形式，凍土的非線性蠕變方程，等效剪應(yīng)力和等效剪應(yīng)變的本構(gòu)方程，并進(jìn)行了對(duì)比分析，以便使其更加準(zhǔn)確的應(yīng)用于工程實(shí)踐中。 7.引入最小耗能原理對(duì)凍土本構(gòu)模型進(jìn)行研究。在結(jié)合凍土耗散勢(shì)函數(shù)并進(jìn)行合理簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，由最小耗能原理推出凍土本構(gòu)模型。該