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《經(jīng)典彈塑性力學(xué)體系下巖土材料的本構(gòu)方程》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)第28卷第6期力學(xué)與實(shí)踐2006年12月經(jīng)典彈塑性力學(xué)體系下巖土材料的本構(gòu)方程周安楠姚仰平qE京航空航天大學(xué)土木工程系，北京100083)摘要劍橋模型，修正劍橋模型以及近年來出現(xiàn)的適用于砂土和黏土的統(tǒng)一硬化模型在巖土工程中有重要的科研和實(shí)用價值．在經(jīng)典彈塑性力學(xué)框架下重新推導(dǎo)了以上這些巖土材料本構(gòu)方程，對巖土工程中常用的本構(gòu)模型和經(jīng)典彈塑性理論框架下的巖土本構(gòu)模型進(jìn)行了對比，將兩個體系下的相關(guān)量建立了聯(lián)系．關(guān)鍵詞巖土材料，本構(gòu)模型，經(jīng)典彈塑性力學(xué)CoNSTITUTIVEMoDELFoRGEoMATERIALSWITHINC
2、LASSICELASToPLASTICTHEoRYZHOUAnnanYAOYangping(CivilEngineeringDepartmentofBeihangUniversity,Beijing100083，China)AbstractOriginalCam-claymodel，modifiedCam—claymodelandanewunifiedconstitutivemodelforbothclayandsandarewidelyusedinbothresearchandengineeringapplications．Wi
3、thintheclassicelastoplastictheory，thoseconstitutivemodelsforgeomaterialsarededucedafreshinthispaper．Comparisonsbetweenthoseconstitutivemodelswithintheclassicelastoplastictheoryandthepracticalgeotechnicalenginedringaremade．Therelationshipsbetweenthecorrespondingvariabl
4、esandparametersareobtained．Keywordsgeomaterials，constitutivemodel，classicelastoplastictheory基于劍橋黏土，Roscoe等【1j于1963年提出的劍橋模型(originalcam-claymodel)在巖土工程中有著極其重要的地位，是現(xiàn)代巖土力學(xué)研究的基礎(chǔ)之一．1968年，Roscoe和Burland【2】又進(jìn)一步發(fā)展了劍橋模型，提出了修正劍橋模型(modifiedcam—claymodel)，成為當(dāng)今應(yīng)用最為廣泛的巖土材料本構(gòu)模型．2002
5、年，基于修正劍橋模型，姚仰平等[3]又提出一個廣泛適用于砂土和黏土的統(tǒng)一硬化模型(unifiedhardeningmodel)，將修正劍橋模型推廣到砂土．雖然，劍橋模型、修正劍橋模型和統(tǒng)一硬化模型均為彈塑性模型，但是，由于多年來巖土彈塑性本構(gòu)模型自成體系，使得這些模型不能直接表示為經(jīng)典的彈塑性模型，不能融入經(jīng)典的彈塑性理論體系中．將現(xiàn)行的巖土材料本構(gòu)模型統(tǒng)一在經(jīng)典塑性力學(xué)的框架下，對于正確認(rèn)識和深刻理解巖土材料的2005-10--26收到第1稿，2006-03-06收到修改稿本構(gòu)模型有十分重要的意義．本文從經(jīng)典彈塑性理論出發(fā)，重新
6、推導(dǎo)了以上這些巖土材料的彈塑性模型，將巖土彈塑性本構(gòu)模型體系容納于經(jīng)典彈塑性體系之中，并對兩個不同體系中的相關(guān)參量進(jìn)行了對比．目的在于一方面使研究巖土材料的學(xué)者更深刻、更規(guī)范地理解現(xiàn)行的巖土本構(gòu)模型；另一方面方便其他力學(xué)工作者了解巖土材料的本構(gòu)模型和相應(yīng)的研究方法．1經(jīng)典彈塑性理論在經(jīng)典彈塑性理論中，應(yīng)變增量可以被分為彈性部分和塑性部分[4，引delj=d￡易+dg弓(1)彈性部分可按下式確定屹=去慨，一罟帆屯萬方數(shù)據(jù)第6期周安楠等：經(jīng)典彈塑性力學(xué)體系下巖土材料的本構(gòu)方程55其中，G=E／2(1+∥)，盯。=1／3(o．)．塑性部
7、分根據(jù)Drucker公設(shè)并相關(guān)聯(lián)流動法則，可得喵P=d)、瓦Of其中，，是屈服條件．而且僅當(dāng)d，=親d盯玎>odEP。。=hdO盯ftj拶O盯fid盯≈f(4)三辮劉㈣d￡：=危箬(鬈dp+篙dg)J州式中，塑性體應(yīng)變增量deP=d￡萎，塑性剪應(yīng)變增量d￡：=詎／3廄，其中，e弓誓Pj一1／3E馳J，巧巧為Kronecker符號，平均應(yīng)力P=frill3，廣義剪應(yīng)力g=~／可麗，其中，sij=盯巧一1／3akk5玎．2經(jīng)典彈塑性力學(xué)體系下的劍橋模型對于劍橋模型，Roscoe假設(shè)其屈服面F為F=蘭+Mlnp—M1n％=0(6)口‘一
8、、7其中，M是當(dāng)de囂=0時的應(yīng)力比(廣義剪應(yīng)力和平均應(yīng)力的比值)，P。是屈服面與P軸的交點(diǎn)，如圖1所示．圖1劍橋模型的屈服面形狀0在經(jīng)典彈塑性體系中，劍橋模型的屈服條件，可以表示如下，=；+脅p—C=丁33,／甄+MIn(≥／1一c=op』1＼J
