基于上海粘性土平面应变试验剪切带形成的数值模拟研究

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1、同济大学硕士学位论文上海粘性土平面应变试验剪切带形成的数值模拟研究姓名：徐建明申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：董建国2003.3.1同济大学申请颐士学位论文摘要(岩土工程材料的一个典型破坏现象是剪切带的形成，可以认为剪切带的＼形成是岩土材料的分叉现象。实验研究表明，在平面试验中均发生剪切带形’成的现象，这种现象与分叉现象类似。夫／、本文对上海地区典型粘性土(主要为第②层褐黄色粉质粘土)的原状土样进行固结不排水平面应变试验，观察到剪切带的形成过程，记录剪切破坏过程，包括破坏后的应力～应变反应及侧向局部化变形的发展。并且运用

2、局部化分叉理论对剪切带进行分析，得出了粘土的剪切带倾角接近于Mohr．Columb理论的结论，比较了剪切带倾角的Mohr-Columb理论值、数值模拟得到的剪切带倾角以及剪切带倾角实测值，认为比较接近。采用剑桥弹塑性本构模型，将应力应变关系推导为率形式并且矩阵化，并对模型参数确—·—。·—------。————一定进行分析。然后，建立本文有限元模型，确定模型参数，引入弱单元对剪切带形成进行数值模拟，讨论了弱单元位置、围压、加载速率以及尺寸效应对平面应变试样的应力～应变曲线，变形局部化启动、稳定、剪切带图案及。‘。。_。_’‘‘。。

3、。。～演化规律的影响。葶竺讯了．黧蓖。融柑雌，叙一期氓腓投弱鞒i骂土模型，数值模拟．剪切带倾角卜77旦堕查兰皇堕堕主兰些堡奎一一一一一!!里ABSTRACTAtypicalphenomenonoffailureaboutgeotechnicalmaterialsisthattheformationofshearbands，whichcanbethoughtasthebifurcationphenomenonofgcotechnicalmaterials．Experimentalinvestigationsindicatethat，

4、shearbands',viiialwaysbeobservedduringplainstraincompressiontest，whicharcsimilartothebifurcationphenomena．AseriesofconsolidatedundrainedplanestraincompressiontestsofShanghaiintactclayweremade，mostlyoflayer2，yellow—darksiltyclay．Duringthecourseofshearing，thestress-stra

5、inresponseincludingpost-failurestrainsofteningandtheevolutionoflocallateralnon—homogeneousdeformationinthesampleswererecorded，andtheprocessofshearbandsformationwasobservedOnthebasisofbifurcationtheory’theobliquityofshearbandswascalculated，andreachestheconclusionthatth

6、eobliquityofshearbandsisclosetothetheoreticvalueofMohr—ColumbTheory．Onthebasisofthecam-claymodel，workouttherate如rmationandthematrixofstress．strainrelation．Determinetheusedparameterinthemodel．ThenonthebasisofplainstrainanalysisofshearbandsbyFEM，thestress·straincurveofp

7、lainstraintests，thestartingofdetbrmationlocalization，thelocalizationofstability,thepatternofshearbandsandtheevolutionofsoilsampleweremodeledundertheinfluenceofweakelements’position，confiningpressure，rateofloadingandsizeeffect．Keywords：plainstrain；Shanghaiintactclay；bi

8、furcation；shearband；localizationweakelement；cam—claymodel；numericalmodeling；obliquityofshearbands同济大学申请硕士学位论文第一章绪论1．1引言第一章绪论