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《基于等主應(yīng)力比路徑砂土的彈塑性本構(gòu)方程》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文等主應(yīng)力比路徑砂土的彈塑性本構(gòu)方程姓名：羅承昌申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：丁美英;王靖濤20060429摘要巖土的本構(gòu)關(guān)系是巖土數(shù)值分析及工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，一直以來(lái)，專(zhuān)家和學(xué)者提出了大量的本構(gòu)關(guān)系模型，力圖反映土體的實(shí)際特性。然而，土介質(zhì)的實(shí)際性狀是十分復(fù)雜的，具有壓硬性、剪脹性、應(yīng)力路徑相關(guān)性，并且隨著加載條件的不同其性狀有很大變化。傳統(tǒng)的彈塑性本構(gòu)模型的研究方法是通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)塑性勢(shì)理論和一些經(jīng)驗(yàn)假設(shè)歸納出土的本構(gòu)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。對(duì)于性質(zhì)受多種因素影響的
2、巖土介質(zhì)，這樣的解析表達(dá)式是難以找到的。反問(wèn)題理論為解決巖土工程問(wèn)題提供了新的途徑。巖土本構(gòu)建模實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)反問(wèn)題，在各種復(fù)雜加載條件下獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中已蘊(yùn)藏著材料大量的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系信息，從大量數(shù)據(jù)中提煉出所需要的信息，建立其本構(gòu)關(guān)系，可以充分反映土體的實(shí)際特性。為了模擬填土工程中土體的變形，需要建立在等主應(yīng)力比應(yīng)力路徑下的本構(gòu)模型。基于反問(wèn)題理論的巖土本構(gòu)關(guān)系數(shù)值建模方法，進(jìn)行了一組8個(gè)試樣的等主應(yīng)力比路徑下的三軸試驗(yàn)，建立了砂土的彈塑性本構(gòu)模型，為計(jì)算填土的應(yīng)力應(yīng)變提供了可能。根據(jù)三軸試驗(yàn)結(jié)果，利用反演
3、擬合的方法獲得了整個(gè)（p，q）應(yīng)力場(chǎng)中的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，并進(jìn)行了可視化，繪出了應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的三維曲面和相應(yīng)的屈服軌跡。通過(guò)與CTC路徑下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲面的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩種應(yīng)力路徑下的曲面存在顯著差別，說(shuō)明應(yīng)力路徑對(duì)本構(gòu)關(guān)系的影響是不能忽略的，基于CTC路徑下的鄧肯-張模型模擬填土的變形是不準(zhǔn)確的。將建立的本構(gòu)模型帶入到有限元程序中進(jìn)行計(jì)算，并與試驗(yàn)曲線進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明該模型可以合理的描述等主應(yīng)力比路徑下砂土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。與傳統(tǒng)的建模方法相比，本文的數(shù)值建模模型簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，而且能夠更有效地反映巖土材料復(fù)雜
4、的本構(gòu)關(guān)系特別是應(yīng)力路徑的影響：（1）模型可以反映出壓硬性和應(yīng)力路徑相關(guān)性，并且可以擴(kuò)展到其它應(yīng)力路徑，為模擬土體實(shí)際的應(yīng)力路徑提供了有效的方法；（2）直接從試驗(yàn)曲線中提煉出等主應(yīng)力比路徑的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，便于實(shí)際工程應(yīng)用，應(yīng)用范圍更為廣泛。關(guān)鍵詞：等主應(yīng)力比本構(gòu)關(guān)系數(shù)值建模反問(wèn)題理論應(yīng)力路徑IAbstractTheconstitutiverelationsofrockandsoilarethebaseofengineerdesignandsimulation.Forseveralyears，specialis
5、tsandscholarsbringforwardmanyconstitutivemodelsofsoiltoreflectitsrealproperties.However，thepropertiesofsoilissocomplicatedandincludesconfiningpressureeffects、expansion、dependenceofstresspath.Moreover，itspropertiesalternatemuchwiththeloadingcondition.Intradi
6、tionalelastoplasticmodels，themaintaskistofindouttheanalyticalexpressionofplasticpotentialfunction，throughwhichtheincrementrelationsofstress-strainissetup.Tothecharactersofsoilinfluencedbymanyfactors，itisdifficulttofindananalyticalexpressionofplasticpotentia
7、ltodescribetheconstitutiverelationentirely.Theinverseproblemtheorygivesanewwaytosolvetheconstitutivemodelingofrockandsoilwhichactuallyisaninverseproblem.Thedataobservedbyexperimentinseveralkindsofconditionsinvolvemuchinformationaboutstrain-stressrelationsof
8、materials.Soitispossibletobuildaconstitutivemodelfromthedatatosimulatethefactualcharacters.Tosimulatethedeformationofsoilsinfillingconstruction，itisnecessarytobuilduptheconstructivemodelunderthestressp
