正常固结黏土的三维弹塑性本构模型_杜修力

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1、第37卷第2期岩土工程学报Vol.37No.22015年.2月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringFeb.2015DOI：10.11779/CJGE201502004正常固结黏土的三维弹塑性本构模型1，21，21，2杜修力，马超，路德春(1.北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京100124；2.北京工业大学建筑工程学院，北京100124)摘要：应力空间内的非线性统一强度理论，与普通应力空间内的Drucker-Prager强度理论的形式相同。类比剑桥模型采用应

2、力参量p和q的建模方法，在应力空间内建立了土的三维弹塑性本构模型。首先提出了新的剪胀方程，结合正交条件，以p，q作为应力参量得到塑性势函数；其次模型建立过程中采用了修正剑桥模型的屈服面及非相关联流动法则；这种建模思路是一种新的直接建立三维弹塑性模型的方法。模型以岩土类材料的非线性统一强度理论为破坏条件，能够合理地反映岩土类材料的三维强度特性，较好地描述土体的变形特性，且能够退化为修正剑桥模型。关键词：土；三维化；剪胀方程；塑性势函数中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：1000–4548(2015)02–

3、0235–07作者简介：杜修力(1962–)，男，长江学者特聘教授，博士生导师，主要从事地震工程方面的研究，E-mail:duxiuli@bjut.edu.cn。Three-dimensionalelastoplasticconstitutivemodelfornormalconsolidatedclays1,21,21,2DUXiu-li,MAChao,LUDe-chun(1.KeyLabofUrbanSecurityandDisasterEngineering,MinistryofEducation,Beijin

4、gUniversityofTechnology,Beijing100124,China;2.CollegeofArchitectureandCivilEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)Abstract:ThenonlinearunifiedstrengththeoryinstressspaceissimilartotheDrucker-Pragerstrengththeoryinprincipalstressspace.Com

5、paredwiththeestablishmentofCam-claymodelwithstressparametersofpandq,anewthree-dimensionalelastoplasticconstitutivemodelisestablishedinstressspace.Anewdilatancyequationisproposed,andthenplasticpotentialfunctionisobtainedcombinedwiththeorthogonalitycondition.The

6、newmodelisbasedonthenonassociatedflowruleandyieldfunctionofmodifiedCam-claymodel.Itisanewideatoestablishthree-dimensionalelastoplasticconstitutivemodeldirectly.Theproposedmodelinwhichthefailureconditionisbasedonnonlinearunifiedstrengththeorycanreflectthedeforma

7、tionandstrengthcharacteristicsofsoilsreasonably,andcanbedevolvedintotheCam-claymodel.Keywords:soil;three-dimension;dilatancyequation;plasticpotentialfunction0引言度特性的Lade强度准则，将其作为屈服条件，采用相土在三维应力状态下的强度与变形规律是土木工关联流动法则，建立了土的三维本构模型；该模型中程学科的一个重要课题。土的弹塑性本构模型建立了的硬化参数为塑性功

8、，弹性应变增量采用广义Hoek应力与应变之间的关系，它是在简化假设的基础上建定律求得；本构模型中的材料参数均能通过简单试验[4]立能够描述土的强度特性和变形特性的数学表达式。获得；之后，Lade等采用非相关联流动法则对本构目前在塑性理论的框架内，建立土的三维弹塑性本构模型进行了修正，使其能够反映土的黏聚强度、软化[3]模型的方法可以分为两类：①