基于擾動狀態(tài)理論的飽和黏性土三剪統(tǒng)一結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型研究.pdf

1、土在自然狀態(tài)下都具有一定的結(jié)構(gòu)性，土的結(jié)構(gòu)性對土體的力學(xué)性質(zhì)有著顯著的影響。目前大多數(shù)的土體本構(gòu)模型都是針對重塑土而建立的，這些模型往往忽略了土的結(jié)構(gòu)性。隨著計(jì)算機(jī)編程的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，只要能夠建立合適的本構(gòu)模型，都可以很好的利用計(jì)算機(jī)編程模擬出土體的應(yīng)力應(yīng)變等關(guān)系曲線。則建立考慮適合結(jié)構(gòu)性土體的本構(gòu)模型，成為當(dāng)下首要解決的問題。
　　本文從擾動狀態(tài)理論出發(fā)，以修正劍橋模型為基礎(chǔ)，結(jié)合三剪統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則，建立了飽和黏性土的三剪結(jié)構(gòu)性

2、本構(gòu)模型。由于修正劍橋模型的破壞應(yīng)力比M為一定值，無法體現(xiàn)應(yīng)力狀態(tài)的變化。將三剪統(tǒng)一屈服準(zhǔn)則作為破壞準(zhǔn)則，分別運(yùn)用等量代換法和坐標(biāo)平移法對破壞應(yīng)力比M進(jìn)行修正，有效的彌補(bǔ)了上述不足。其中坐標(biāo)平移法考慮了土體粘聚力c的影響，更符合飽和黏性土的力學(xué)特性。在此基礎(chǔ)上，本文還創(chuàng)新的將建立的結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型進(jìn)行三維化處理，來表達(dá)六維應(yīng)力狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)性土體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
　　以江西飽和原狀紅土為試驗(yàn)土樣，通過大量的室內(nèi)土工試驗(yàn)和常規(guī)三軸試驗(yàn)，

3、獲得基本土性參數(shù)和本構(gòu)模型的計(jì)算參數(shù)。同時(shí)進(jìn)行了常規(guī)三軸排水、不排水試驗(yàn)， K0壓縮實(shí)驗(yàn)等，得到了江西紅土的剪應(yīng)力與軸向應(yīng)變、體積應(yīng)變與軸向應(yīng)變、孔隙水壓力等特性曲線，著重說明了結(jié)構(gòu)性對土體的強(qiáng)度和變形特性的影響。為實(shí)際巖土工程提供了一定的依據(jù)。
　　通過Fortran9.0程序語言，編寫了本構(gòu)模型的有限元子程序。分別模擬了結(jié)構(gòu)性土體在常規(guī)三軸試驗(yàn)， K0壓縮試驗(yàn)、真三軸試驗(yàn)下，土體的應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系曲線及變化規(guī)律。將等量代換法