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《砂土彈塑性-損傷本構(gòu)關(guān)系的數(shù)值建模》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文砂土彈塑性-損傷本構(gòu)關(guān)系的數(shù)值建模姓名：楊杰申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：王靖濤20050429摘要巖土本構(gòu)關(guān)系是巖土工程設(shè)計和仿真的基礎(chǔ)巖土介質(zhì)的力學(xué)特性是復(fù)雜的具有壓硬性剪脹性和應(yīng)力路徑相關(guān)性等基于塑性勢理論的傳統(tǒng)建模方法不能準(zhǔn)確的反映以上巖土介質(zhì)的特性特別是應(yīng)力路徑的影響為此王靖濤提出了巖土本構(gòu)關(guān)系的數(shù)值建模方法本文通過對一組8個飽和砂樣進行了在平均主應(yīng)力p等于常數(shù)的應(yīng)力路徑下的三軸壓縮實驗TC獲得了一系列彈塑性變形的試驗曲線利用數(shù)值建模的方法將砂土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系直接從試驗曲線中提煉出來建
2、立了砂土的彈塑性損傷本構(gòu)模型并對其進行了可視化繪出了整個應(yīng)力場pq中的剪應(yīng)變和體應(yīng)變的三維曲面及相應(yīng)的屈服軌跡該模型中考慮了彈塑性變形與損傷的耦合作用在中密砂整個的彈塑性變形過程中體積從壓縮到臨近破壞時轉(zhuǎn)變?yōu)榕蛎浖闯霈F(xiàn)了剪脹根據(jù)最近上海粘性土的CT試驗結(jié)果作者認為剪脹是砂土內(nèi)部微裂紋擴展所致是土體損傷的表現(xiàn)在三軸試驗中測量了剪脹前后彈性模量和剪切模量的變化剪脹后模量明顯下降進一步證實了剪脹的發(fā)生是一個損傷演化過程為了描述該演化過程引進了一個基于塑性體應(yīng)變的損傷變量研究結(jié)果表明損傷隨塑性體應(yīng)變的增加而不斷發(fā)展損傷的演化與初始固結(jié)壓力
3、p相關(guān)p值愈大損傷隨塑性體應(yīng)變的演變速率愈緩慢本文中用數(shù)值建模方法建立的砂土彈塑性本構(gòu)模型較準(zhǔn)確的反映了壓硬性剪脹性和應(yīng)力路徑相關(guān)性在該模型中也描述了這個損傷過程另外通過剪脹前后彈性模量和剪切模量的測量進一步證實了剪脹是損傷的演化過程關(guān)鍵詞損傷應(yīng)力路徑數(shù)值建模剪脹IAbstractThetheoryofsoilconstitutiverelationsisthefoundationofthedesignandsimulationofgeotechnicalengineering.Themechnicalcharacteristic
4、sofgeologicalmediumareverycomplex,thatincludetheeffectofconfiningpressure,dilatancyandthedependencyofstresspath.Thetraditionalmethods,basedonplasticpotentialtheory,arenotabletoexactlyreflectthesecharacteristics,inparticulartheinfluenceofstresspathontheconstitutiverela
5、tions.Therefore,thenumericalmethodofmodelingofconstitutiverelationsforrockandsoilisputforwardbyWANGJing-tao.Aseriesofthecurvesofelasto-plasticdeformationaredrawnthroughthetriaxialcompressiontestsformediumdensesand,underthestresspathinwhichthemeannormalstressPkeepsacon
6、stantvalue.Thestress-strainrelationofsandisabstractedbyusingthenumericalmethodofmodelingandtheelastoplastic-damagemodelhasbeenbuiltupfromtestdata.Thethree-dimensionalsurfacesofstress-strainrelationsaredrawnthroughvisualizationandcorrespondingyieldlocusarealsogiven.Int
7、heelastoplastic-damagemodel,thecouplingbetweenelastoplasticdeformationanddamageisconsidered.Intheentireprocessofelastoplasticdeformationofthemediumdensesand,thevolumestrainchangesfromcompressiontoexpansionbeforefailure,calledasdilatancy.BasedontherecentresultsofCTtest
8、sonShanghaiclay,wethinkthatthedilatancyiscausedbytheextensionofinternalmicro-cracksanditisanexpressionofthedamageofsand.Inth
