基于能量耗散的土体本构关系及其参数确定

《基于能量耗散的土体本构关系及其参数确定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于能量耗散的土体本构关系及其参数确定秦理曼，迟世春，林皋(大连理工大学土木水利学院及海岸与近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024)摘要：从热力学基本理论出发，研究了土体受力变形过程中的能量耗散函数，据此构造了土的弹塑性模型。模型的屈服轨迹、塑性流动、硬化规律及弹性规律均可通过自由能函数和耗散增量函数推导得到。研究中区分塑性功与能量耗散，引出了储存塑性功的概念，定性地讨论模型参数的物理意义及其取值。并通过拟合三轴试验曲线，确定了模型参数；将计算的应力–应变曲线及体变曲线或孔压增长与试验结果比较，验证了模型的有效性。这种本构模型的构造方法掘弃了以德鲁克公设为基础的传

2、统塑性理论，自动满足热力学定律，具有较为严密的理论基础。关键词：土力学；塑性；本构方程；热力学；三轴试验中图分类号：TU441文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)增2–5625–09AMODELOFSOILCONSTITUTIVERELATIONBASEDONENERGYDISSIPATIONANDITSPARAMETERSDETERMINATIONQINLi-man，CHIShi-chun，LINGao(SchoolofCivilandHydraulicEngineeringandStateKeyLaboratoryofCoastalandOffsh

3、oreEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Amodelbasedonideasofthermomechanics，thefirstandsecondlawsofthermodynamics，isintroducedtodescribetheelasto-plasticbehaviorofsoildeformation，andthemethodofdeterminingmodelparametersisprovided.Oncetheformsofthefreeenerg

4、yfunctionanddissipationpotentialfunctionhavebeenspecified，thecorrespondingyieldsurface，flowrule，hardeningruleaswellastheelasticitylawarededucedinasystematicmanner.Theplasticworkanddissipationenergyaredistinguishedexplicitly.Notallplasticworkisdissipated，butsomearestoredandcanberecoveredu

5、nderreversedplasticloading.Thephysicalmeaningandrangeofmodelparametersarediscussed.Theparameterscanbedeterminedbyfittingthetriaxialtestcurves，andthegeneticalgorithmisadoptedbyusingobtainedparameters，andagroupofdrainedtriaxialtestsarecomputed，andcomparedwiththeexperimentalresultstoverifyt

6、hevalidityofthemodel.Themodelautomaticallysatisfiesthelawsofthermodynamics，andthereisnoneedtoinvokeanyotherpostulations.Keywords：soilmechanics；plasticity；constitutiveequations；thermomechanics；triaxialtests模型；另一种方法是从某些理论假定出发，经严格的数学推导得到，即理论类模型，如剑桥模型。理论类模型总是基于对宏观和微观某些概念的模拟之上，因而能够深刻描述土的一些本质特

7、征。当然即使是经验类模型也需要一些潜在的理论框架为基引言1构造土的本构关系有两种方法：一是试验曲线的拟合方法，可得到经验类模型，如Lade-Duncan收稿日期：2004–03–29；修回日期：2004–05–30基金项目：国家自然科学基金资助项目(50479057)作者简介：秦理曼(1977–)，女，2002年毕业于华北水利水电学院水工结构专业，现为博士研究生，主要从事本构关系模型方面的研究工作。E-mail：qlmxx0@163.com。•5626•岩石力学与工程学报2005年础。热力学第二定律是普遍适用的基本物理规律之一。在本构关系