uh 模型-姚仰平

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1、Cam-clay模型↓UH模型学术报告姚仰平北京航空航天大学交通学院北京交大2008-03-271目录本构模型简介剑桥模型结论UH模型边界面和下加载面模型超固结土模型2土的本构模型本构模型简介土的本构模型是关于土应力-应变关系的数学描述，受时间、温度、湿度等影响。荷载应力应变位移平衡条件几何协调本构关系3模型分类本构模型简介Ⅰ区：线弹性模型Ⅱ区：理想弹塑性模型，刚塑性模型Ⅰ+Ⅱ区：非线性弹性模型，弹塑性模型OABⅠ区Ⅱ区4线弹性模型本构模型简介虎克定理O1E5本构模型简介广义虎克定理oxyz线弹性模型6刚塑性模型本

2、构模型简介Mohr-Coulomb强度准则OLade强度准则SMP强度准则7理想弹塑性模型本构模型简介OABOA区：广义虎克定理AB区：强度准则8Duncan-Chang模型本构模型简介1963年，Duncan等人根据Kondner的双曲线应力应变关系，提出了Duncan-Chang增量弹性模型O9Duncan-Chang模型本构模型简介O常规三轴压缩中，，切线模量Et：参数a，b：切线模量Et10Duncan-Chang模型本构模型简介OO破坏比Rf初始模量11Duncan-Chang模型本构模型简介由Mohr-

3、Coulomb强度准则得到：Duncan-Chang模型切线模量表达式：0包含5个材料常数：12Duncan-Chang模型本构模型简介切线泊松比νtO假定轴向应变与侧向应变之间亦是双曲线关系：初始泊松比νi：νt的计算包含三个参数：G,F,D13Duncan-Chang模型本构模型简介优点可以反映土变形的非线性及一定程度的弹塑性建立在广义虎克定律的基础上，易于应用有限元进行计算共计8个材料参数缺点不能反映应力路径的影响不能反映土的剪切体胀性参数的确定需要丰富的经验Doucan-Chang模型的主要特点：14弹塑性

4、模型的基本概念Cam-clay模型共轴分叉屈服面硬化参数应力路径无关性剪胀方程塑性势面正交流动准则相关联临界状态15弹塑性模型的基本概念Cam-clay模型共轴：主应力与塑性主应变增量共轴16弹塑性模型的基本概念Cam-clay模型分叉：在平面上，应变路径与应力路径不同向17弹塑性模型的基本概念Cam-clay模型屈服面：相当归一化应力三维表达式应力状态的函数18弹塑性模型的基本概念Cam-clay模型硬化参数：相当归一化应变等值面H可以是塑性体应变，或塑性剪应变，或两者的组合屈服面，即19BD弹塑性模型的基本概

5、念Cam-clay模型应力路径无关性：作为硬化参数应满足的基本条件ACABCADCACABCADCAC应力路径H与应力路径相关H与应力路径无关20弹塑性模型的基本概念Cam-clay模型剪胀方程：表示塑性体应变增量与剪应变增量的分配比例剪胀方程确定塑性应变增量的方向A21弹塑性模型的基本概念Cam-clay模型塑性势面：从几何关系上表示塑性应变的分配关系三维表达式注意：塑性势面与屈服面是两个完全不同的概念，两者没有必然联系22弹塑性模型的基本概念Cam-clay模型正交：几何关系上，塑性应变增量的方向与势面垂直对应

6、剪胀方程23弹塑性模型的基本概念Cam-clay模型相关联流动法则：屈服面与塑性势面相同相关联：屈服面与塑性势面相同非关联：屈服面与塑性势面不同24弹塑性模型的基本概念Cam-clay模型临界状态:应力及体积应变不变,剪应变趋于无限大q临界状态（criticalstate）临界状态（criticalstate）25本构模型建模思路Cam-clay模型一维建模思路一维形式二维形式三维形式简化推广简化推广虎克定理Duncan-Chang模型二维建模思路Cam-clay模型26本构模型建模思路Cam-clay模型一维形式

7、二维形式三维形式虎克定理推广推广27本构模型建模思路Cam-clay模型一维形式二维形式三维形式Duncan-Chang模型推广推广28本构模型建模思路Cam-clay模型一维形式二维形式三维形式Cam-clay模型推广简化29Cam-clay模型Cam-clay模型土的两个基本特性：1摩擦特性（压硬特性）2剪胀特性（剪切体变特性）30Cam-clay模型Cam-clay模型1963年，英国剑桥大学的Roscoe等人基于饱和正常固结土和重塑土试验，提出了Cam-clay弹塑性模型。采用帽子屈服面和相关联流动法则，以

8、塑性体应变为硬化参数。BA31Cam-clay模型基本概念Cam-clay模型共轴分叉屈服面硬化参数应力路径无关性剪胀方程塑性势面正交流动准则相关联临界状态32临界状态Cam-clay模型在三轴压缩子午面上，相同土样具有唯一的破坏线-临界状态线(criticalstateline)CSL临界状态线(CSL)CU试验CD试验M为破坏应力比；为破坏剪应力；p为有