收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

无粘性土亚塑性本构模型研究

熊保林  
【摘要】: 基于亚塑性理论研究了无粘性土的力学特性。在对亚塑性理论最新研究成果及最新进展进行总结评述的基础上,介绍了亚塑性理论的基本原理,同时对两类亚塑性模型——Wu-Bauer亚塑性模型和Gudehus-Bauer亚塑性模型进行了深入研究。重点研究了Gudehus-Bauer亚塑性模型在复杂应力状况下的模拟情况以及所作的改进工作。具体研究工作如下: (1)介绍了亚塑性理论的基本概念,探讨了亚塑性模型和传统弹塑性模型的不同点,研究了亚塑性理论的分类,分析了亚塑性本构理论从无粘性土到粘性土演化进程。归纳了亚塑性理论在剪切带、砂土液化、地基承载力确定方面的应用情况,提出了亚塑性理论有待进一步研究的如干问题。 (2)介绍了Wu-Bauer亚塑性模型和Gudehus-Bauer亚塑性模型本构参数的实验确定方法。探讨了Wu-Bauer亚塑性模型参数确定方法存在的问题。根据单形调优法,对模型参数确定方法进行了改进,并通过三轴固结排水实验、侧限压缩实验和加卸载实验进行了验证。分析表明,该方法可有效确定模型参数。同时分析了Wu-Bauer亚塑性模型的优点和不足之处。 (3)无粘性土的应力-应变关系可以用Gudehus-Bauer亚塑性本构模型来模拟,该模型强调应力增量的大小和方向不仅与当前应力状态有关,而且还取决于当前应变增量的大小和方向。为分析其与传统弹塑性理论的不同之处,对Gudehus-Bauer理论的线性项和非线性项进行了研究。并对不同初始孔隙比下Gudehus-Bauer亚塑性模型的应力-应变关系进行了探讨。结果表明Gudehus-Bauer亚塑性模型不用把应变分为弹性和塑性部分就能考虑不可逆变形,并能体现密砂的剪胀特性和应变软化特性以及松砂的剪缩特性和应变硬化特性。Gudehus-Bauer亚塑性模型还能够考虑一些砂土的应力路径和应变路径的影响。 (4)借助于Gudehus提出的响应包络线理论,对Gudehus-Bauer亚塑性模型不能考虑中主应力影响进行了分析。针对不能考虑中主应力这一缺点,提出了三种简单的改进方法,其中前两种是在Duncan-Zhang模型考虑中主应力影响的修正方法的基础上提出的,后一种是在模型的非线性项乘以一个考虑中主应力的因子进行改进。这三种改进都增加了土的强度,改变了土的变形。同时将改进后的模型与中主应力参数为常量的真三轴实验进行了比较。结果表明改进后的三种模型可以一定程度的模拟中主应力对砂土强度和变形特性的影响,能够近似预测由于中主应力影响产生的体积应变。 (5)基于非线性连续介质力学的基本原理,提出了一个考虑主应力轴旋转的改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型。新改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型强调应力增量的大小和方向不仅与当前主应力大小有关,而且还取决于主应力旋转增量的方向。同时通过算例把改进后模型数值模拟结果与有关实验资料作了比较,结果表明改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型可以考虑主应力轴旋转对砂土强度和变形特性的影响。 (6)针对Gudehus-Bauer亚塑性模型不能考虑砂土的横观各向同性效应,提出了在模型中引入一个考虑横观各向同性的矩阵进行改进。改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型以沉积方向角来区分砂的横观各向同性,以当前孔隙比来控制密实度的变化。同时用改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型模拟计算了三轴固结排水情况下砂土的横观各向同性,并与相关实验进行了比较。结果表明改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型能够模拟砂土的横观各向同性,能够定量区分初始孔隙比对横观各向同性砂土的强度特性和变形特性的影响。 (7)对于亚塑性模型在模拟考虑循环荷载作用产生伪造的棘轮效应,引入了考虑颗粒之间接触变形的粒间应变张量的进行改进。相比原亚塑性模型而言,改进的亚塑性模型能够反映循环荷载下砂土的力学特性,包括变形的累积效应,孔隙水压力的累积效应以及有效应力的降低等。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王淑华;无粘性土筑堤施工碾压试验[J];北京水利;2002年01期
2 朱起红;无粘性土和粘性土地基基础沉降分析[J];沈阳建筑工程学院学报(自然科学版);2002年01期
3 廖燕;刘勇;;重力式挡土墙的动稳定性分析[J];四川建筑;2009年06期
4 史宏彦,谢定义,汪闻韶;确定无粘性土静止土压力系数的一个理论公式[J];水利学报;2001年04期
5 史宏彦,刘保健;确定平面应变条件下无粘性土中主应力的一个经验公式[J];西安公路交通大学学报;2001年01期
6 孔德志,朱俊高;无粘性土的一种破坏准则[J];岩土力学;2005年01期
7 江强;朱建明;姚仰平;;基于SMP准则的土体三维应力状态土压力问题[J];岩土工程学报;2006年S1期
8 刘杰;无粘性土反滤料的试验研究[J];水利学报;1981年03期
9 谢根卜,王自忠,周爱玲;无粘性土上游坝坡稳定分析[J];山西水利科技;1995年02期
10 刘忠玉;无粘性土中管涌的临界水头梯度研究[J];郑州大学学报(工学版);2003年04期
11 郑瑞华;张嘎;张建民;殷昆亭;;大型无粘性土渗透破坏试验系统及应用[J];实验技术与管理;2007年05期
12 E.A.鲁布契柯夫;葛祖立;;确定无粘性土管涌性的图解法和分析法[J];水利水运科技情报;1973年S3期
13 屈智炯;;对粗粒土渗透变形研究的进展[J];水电站设计;2008年01期
14 王世夏;;无粘性土质河床的闸下冲刷[J];人民黄河;1984年04期
15 阮元成;饱和无粘性土抗震填筑密度的试验研究[J];水利学报;1990年02期
16 史宏彦,谢定义,白琳;无粘性土的应力矢量本构模型(Ⅱ)——应用[J];应用数学和力学;2002年07期
17 史宏彦,谢定义;用应力矢量本构模型确定无粘性土的静止土压力系数[J];岩石力学与工程学报;2000年06期
18 许锡昌;陈善雄;徐海滨;;对挡墙后无粘性填土中破裂面的研究[J];岩土力学;2005年S2期
19 段彦超;魏惠文;;浅议粘性土、无粘性土和少粘性土[J];岩土工程界;2006年09期
20 张克昌;无粘性土压实与含水量的试验及分析[J];水利水电技术;1986年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 熊保林;邵龙潭;杨立祥;;侧限压缩下亚塑性模型参数敏感性研究[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第二册)[C];2005年
2 陆培炎;;应用测压管实测值及地质资料分析石角堤段的管涌状况[A];陆培炎科技著作及论文选集[C];2006年
3 张文琦;;无粘性边坡折线分析法[A];新疆水利学会获奖论文集(1989-1998)[C];1999年
4 闫澍旺;陈环;;极限分析方法求极限承载力的问题及改进[A];中国土木工程学会第七届土力学及基础工程学术会议论文集[C];1994年
5 焦迎新;陈秀娟;周茜;;坝坡稳定计算的基本理论与分析[A];山东水利学会第十届优秀学术论文集[C];2005年
6 汪闻韶;;土的动力性质[A];中国土木工程学会第四届土力学及基础工程学术会议论文选集[C];1983年
7 李哲;;聚类分析法在土质分类中的应用[A];岩石力学理论与工程实践[C];1997年
8 韩名乾;张叵;杨建成;孙晓林;;堤坝地基土的渗透变形类型的判别[A];山东水利学会第十届优秀学术论文集[C];2005年
9 陆培炎;;评定渗流管涌公式[A];陆培炎科技著作及论文选集[C];2006年
10 何广讷;;沿岸与离岸建筑中的岩土工程问题[A];海峡两岸土力学及基础工程地工技术学术研讨会论文集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 史宏彦;无粘性土的应力矢量本构模型[D];西安理工大学;2000年
2 陈铖;基于模糊集塑性理论的无粘性土循环荷载本构模型研究[D];中南大学;2010年
3 熊保林;无粘性土亚塑性本构模型研究[D];大连理工大学;2008年
4 张其光;无粘性土的减载弹塑性分析[D];清华大学;2006年
5 罗勇;土工问题的颗粒流数值模拟及应用研究[D];浙江大学;2007年
6 邹维列;路堤压实及路基土工复合材料排水层的研究[D];武汉大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王洪波;基于亚塑性理论的无粘性土压缩曲线和静止土压力系数的研究[D];大连理工大学;2005年
2 王进学;离子污染饱和无粘性土电导率特性及TDR测试技术[D];浙江大学;2007年
3 窦志刚;强夯法加固无粘性土的动应力传播规律试验研究[D];山东大学;2012年
4 郑学鑫;抗滑桩桩间土拱效应及其有限元模拟研究[D];河海大学;2007年
5 夏晓勇;成都地区基坑排桩支护极限桩间距研究[D];西南交通大学;2009年
6 黄文竞;高压应力下石英砂颗粒破碎机理的试验研究[D];武汉理工大学;2007年
7 张庆玉;红兴水库渗透稳定及渗控优化研究[D];吉林大学;2009年
8 杨阳;强夯法加固无粘性土路基的动应力传播规律的研究[D];山东大学;2013年
9 王志华;土质及含水量对路基力学性质的影响研究[D];内蒙古农业大学;2007年
10 魏雪;基坑开挖对坑底工程桩影响的数值模拟分析[D];山东科技大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978