饱和砂土体有效应力物态地震反应分析方法的研究

【摘要】：本文通过对现有土体动力反应分析方法的系统分析,提出了新的有效应力物态地震反应分析方法的研究目标。本文的研究工作主要取得了如下三个方面的成果。 首先,为建立有效应力的物态本构关系,在动三轴仪上对饱和砂土进行了大量的等q往返球应力p和等p往返偏应力q以及往返p、q三类固结排水动力试验,揭示了往返球应力和往返偏应力作用下饱和砂土的应力应变特性,在继承饱和砂士瞬态动力学理论的基础上,完善了由状态边界面、相态转换面及应力历史边界面构成的静动有效全应力空间特性域,建立了能够全面反应饱和砂土的应力应变非线性、硬化性、剪切胀缩性和压密回胀性、应力路径相关性以及球应力和偏应力与变形的耦合性等主要特征的有效应力物态动本构关系。这个本构关系对球应力引起的体应变ε_(vp)、偏应变ε_(sp)(很小可以忽略)和偏应力引起的体应变ε_(vp)、偏应变ε_(sq)均区别了加荷、卸荷和相应的物态进行了描述,建立了球应力比与体应变之间的线性关系(p/p_a～ε_(vp))和偏应力比与体应变的线性关系(q/p～ε_(vp))及随动坐标内偏应力与偏应变之间的双曲线关系(q_r～ε_(sq,r))三类有效应力应变关系与有关参数的确定方法,物理概念清楚,表述简洁。对不同试验跟踪球应力和偏应力的往返变化,计算得到体应变和偏应变的变化,计算结果与试验结果吻合较好。 其次,以动力固结理论和瞬态动力学理论为基础,将该本构关系引入到以动力反应与动力固结相耦合,静应力和动应力变化相耦合,孔压产生、扩散和消散相