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岩土材料本构模型的损伤统计理论研究

张升  
【摘要】:岩土材料本构模型的研究一直是岩土工程学科最为重要的问题之一,最近发展起来的损伤统计理论为该研究提供了一种新的研究思路与方法,该理论的核心是根据J.Lemitre应变等价性假说建立的岩土材料损伤模型,由此建立的本构模型无法反映岩土材料损伤部分的承载机理,因而,由此建立的岩土材料的本构模型与工程实际仍存在较大的差距。如何建立起更能反映工程实际的岩土材料损伤模型及损伤本构模型正是本文研究的重点内容,同时也具有重要的理论与工程实用价值。 本文从岩土材料损伤模型的改进入手,引进损伤统计理论,分别根据岩石与饱和土的不同力学特点,对岩土材料本构模型进行了深入的研究,开辟了岩土材料本构模型研究的新理论与方法,并取得了一系列成果。首先,针对J.Lemitre应变等价性假说的局限性,通过深入探讨岩土材料损伤部分的承载机理,建立了新型岩土材料的损伤模型,并对岩土“损伤”的定义进行拓宽;其次,在此基础上,建立了能够反映不同应力状态下岩石软硬化及其相互转化特征的新的岩石损伤统计本构模型,同时初步探讨了岩石软硬化特性转化的临界条件;针对饱和土三种不同试验条件,建立了相应的饱和土损伤统计本构模型,并通过三轴试验,对所建立的岩土材料本构模型进行了验证,取得了良好的效果;最后,在深入研究本文所建立的各种不同形式的岩土损伤统计本构模型内在联系的基础上,建立了岩土材料的归一化损伤统计本构模型,并从理论上论证了本文模型能够反映岩土材料在静水压力下也会发生破坏这一重要特性。


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