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1、C准则的D-P系列准则在岩土工程中的应用研究第28卷2006住第6期6月岩七工程Vo1.28No.6June,2006基于M—C准则的D.P系列准则在岩土工程中的应用研究邓楚键,何国杰,郑颖人(后勤[程学院,重庆40004i)摘要:通过适当的变化,D—P系列屈服准则便可与能够很好地描述岩土材料的强度特性的Moh卜Coulomb准则相匹配.文中对系列D—P系列屈服准则进行了比较系统及深入的研究,指出了D—P系列屈服准则的应用条件,相互之间的关系,并给出了～种D—P系列屈服准则的相互转换的方法.最后通过下面
2、应变条件下的地基进行了有限元分析,通过与Prandtl经典理论解的对比,得出了大量有益的结论.数值分析结果有力的验证了本文有关理论的正确性.关键词:D—P系列屈服准则;Mohr—Coulomb;D—P系列屈服准则的转换方法;Prandtl经典理论解:有限元中图分类号:Tu443文献标识码:A文章编号:1000—4548(2006)06—0735—05作者简介:邓楚键(1978一),男,博士生,主要从事岩土工程稳定件及其数值分析研究.StudiesonDrucker-Prageryieldcriterio
3、nsbasedonM-CyieldcriterionandapplicationingeotechnicalengineeringDENGChu-jian,HEGuo-jie,ZHENGYing—ren(LogisticalEngineeringUniversity,Chongqing400041China)Abstract:TherelationexpressionofDrucker—Prager(D—P)yieldcriterionsmatchedMohr—Coulomb(M—C)yieldcrit
4、erionwereobtainedbasedontheLodeangleparameter.ThetransformationmethodofdifferentDrucker—Prageryieldcriterionwasputforward.TheDrucker—PrageryieldcriterionsmatchedMohr—Coulombyieldcriterionwerestudiedprofoundly.Finally,afoundationunderplanestrainconditionw
5、asanalyzedbyFEMthroughtheDrucker—Prageryieldcriterions.AlotofvaluableresultsweregotbycontrasttothesolutionsofPrandtltheoryandthetheoryofDrucker—PrageryieldcriterionsmatchedMohr-CoulombyieldcriterionWasprovedtObecorrectwhichcouldbeappliedtOtheanalysisofpr
6、acticalgeotechnicalengineering.Keywords:Drucker?-Prageryieldcriterions;Mohr--Coulomb;transformationmethodofdifferentDrucker--Prageryieldcriterion;Prandtl;FEM0引言岩土强度准则是岩土理论的重要组成部分,一直是众多学者的研究的热点[1-41.自从1900年摩尔(O.Mohr)教授建立了着名的Mohr-Coulomb强度理论(简称M—C强度理论)以来,大
7、量的实验和工程实践已证实,M—C强度理论能较好地描述岩土材料的强度特性,因而在岩土工程领域得到了广泛的应用.随着岩土理论,现代计算技术及计算机软,硬件的飞速发展,有限元等数值方法己成为岩土工程领域有效的计算方法墙】.然而由于M—C准则在三维空间的屈服面为不规则的六角形截面的角锥体表面,在7c平面上的图形为不等角六边形,存在尖顶和菱角,给数值计算带来困难.为此,前人对其做了大量的修正【o,在7c平面上用光滑曲线来逼近M—C准则.其中的Drucker-Prager屈服准则[6(简称D—P准则)在7c平面上为
8、圆形,在主应力空间的屈服面为光滑圆锥,表述极其简单且数值计算效率很高,在实际有限元计算中获得比较广泛的应用.目前国际上流行的许多大型有限元软件,比如ANSYS以及美国MSC公司的MARC,NASTRAN等均采用了D—P屈服准则.然而大量的研究表明,这些大型的有限元分析软件中的D—P屈服准则在分析岩土工程的问题时有时存在比较大的误差乃至许多人认为这些软件不能应用来计算岩土领域的问题,于是出现了D—P系列修正屈服准则,它主要包括以下几种(图1)
