考虑剪切和压缩损伤的多面模型

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1、第25卷增2岩石力学与工程学报Vol.25Supp.22006年10月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringOct.，2006考虑剪切和压缩损伤的多面模型房营光，熊玉春(华南理工大学土木工程系，广东广州510640)摘要：基于土结构损伤和多面模型的基本理论，将弹塑性混合应变硬化与各向同性剪切损伤和压缩损伤结合起来，推导循环荷载作用下饱和软黏土不排水弹塑性本构模型。采用剪切损伤和压缩损伤两个变量分别描述土的结构损伤，并基于累积塑性偏应变建立损伤演化方程。分析结果表明，分别

2、考虑土的剪切损伤和压缩损伤可描述饱和软黏土在不排水动荷载作用下泊松比的变化过程。通过对饱和软黏土地基的地震响应的模拟来检验模型的有效性。研究结果表明，考虑模量损伤可引起加载和卸载过程中塑性模量的差异，使得卸载塑性模量大于加载塑性模量，从而导致加载塑性应变响应大于卸载塑性应变响应，由此产生塑性偏变形的累积。关键词：土力学；剪切损伤；压缩损伤；弹塑性；累积塑性偏应变中图分类号：TU43文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)增2–3501–06AMULTI-SURFACEMODELCONSIDERINGSH

3、EARANDCOMPRESSIONDAMAGESFANGYingguang，XIONGYuchun(DepartmentofCivilEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou，Guangdong510640，China)Abstract：Basedonthetheoriesofstructuraldamageandmulti-surfacemodel，anewelastoplasticmodelforsaturatedclaysubjectedtoc

4、yclicloadingisdeducedbycombiningthemixedstrainhardeningwiththeisotropicshearandcompressiondamage.Thestructuraldamageofclayisdepictedbytheshearandcompressiondamagevariables，andthedamageevolutionequationsarepresentedonthebasisofaccumulatedplasticdeviatoricstrain.

5、ItisshownthatconsideringtheshearandcompressiondamagescandescribethechangingprocessofPoisson'sratiounderundrainedcondition.Themodelisverifiedbysimulatingtheseismicresponseofsaturatedclaysubsoil.Resultsshowthatconsideringthemodulusdamagemaycausethedifferencebetwe

6、entheplasticmodulioftheloadingandunloading，makingthelattergreaterthantheformer.Further，thisdifferencemakestheplasticstrainresponseduringtheloadinggreaterthanthatduringtheunloadingandasaresult，theplasticdeviatoricdeformationaccumulateswiththecontinuationofcyclic

7、loading.Keywords：soilmechanics；sheardamage；compressiondamage；elastoplasticity；accumulatedplasticdeviatoricstrain究，形成一系列较为成熟的理论和方法，例如就土1引言的弹塑性研究而言，从H.K.Roscoe提出剑桥模型以来的40a时间里，当前已经发展了边界面模型、人们对重塑土动本构模型进行比较深入的研多屈服面模型和内时模型等。为描述材料对循环荷收稿日期：2006–06–30；修回日期：2006–09–07作者简

8、介：房营光(1958–)，男，博士，1991年于同济大学获博士学位，现任教授、博士生导师，主要从事结构工程和岩土工程方面的教学与研究工作。E-mail：fangyg@scnu.edu.cn•3502•岩石力学与工程学报2006年[1][2]载的响应，W.D.Iwan和Z.Mroz等提出多屈服式中：C为损伤弹性刚度矩阵。ijkl[3，4]面模型；