土石粗粒料的强度和变形特性的试验研究

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1、第24卷第3期岩石力学与工程学报Vol.24No.32005年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2005土石粗粒料的强度和变形特性的试验研究112谢婉丽，王家鼎，张林洪(1.西北大学地质系大陆动力学教育部重点实验室，陕西西安710069；2.昆明理工大学电力学院，云南昆明650052)摘要：根据大坝应力路径，对粗粒料进行等应力比和等应力比增量等于常数的三轴剪切试验，得出了相应的应力–应变关系式和规律；根据粗粒料的试验强度曲线特征，提出用幂次型函数表述粗粒

2、料的抗剪强度，并以此为屈服准则，结合弹塑性理论建立了粗粒料的弹塑性本构模型，该模型可以用一个统一的表达式表述，该模型概念清晰、模型参数较少；同时推导出粗粒料的弹塑性矩阵；通过试验验证模型计算得到的粗粒料应力–应变关系曲线和实测结果吻合较好。关键词：土力学；粗粒料；等应力比；强度准则；应力–应变关系；弹塑性本构模型中图分类号：TU441文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)03–0430–08TESTINGSTUDYONCHARACTERISTICSOFSTRENGTHANDDEFORMATIONFORC

3、OARSEMATERIALS112XIEWan-li，WANGJia-ding，ZHANGLin-hong(1.KeyLaboratoryoftheContinentDynamicsofMinistryofEducation，GeologicalDepartment，NorthwestUniversity，Xi′an710069，China；2.CollegeofElectricPowerEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650052，

4、China)Abstract：Basedonthestresspathofdam，thetriaxialtestsofcoarsematerialsarecarriedoutwithconstantratiosoftheprincipalstressesandthestressincrementstoobtainthecorrespondingstress-strainrelationshipofcoursematerials.Accordingtothestrengthcharacteristicsofcoarsem

5、aterials，afunctionisdeterminedtodescribetheyieldcriterionofcoarsematerials.Basedonthisyieldcriterionandelasto-plastictheory，anelasto-plasticconstitutivemodelforcoarsematerialsisestablished.Itcanbeexpressedininvariantswithclearconcept，noodddotsandlessparameters.I

6、nordertoapplyittofiniteelementmethod，theelasto-plasticmatrixisdeduced.Itisshownthatthestress-strainrelationshipofcoarsematerialsisingoodagreementwithexperimentaldata.Keywords：soilmechanics；coarsematerials；constantstressratio；yieldcriterion；stress-strainrelations

7、hip；elasto-plasticconstitutivemodel海湾防波堤等建筑工程，而且其应用范围还在不断1引言拓宽。现在，粗粒料填筑工程的设计一直沿用粘土的强度公式(τ=σtanϕ+c)和本构模型，如常用的粗粒料作为一种填料广泛应用于土石坝、公路、本构关系采用较多的是邓肯(E−B)模型、修正奈勒铁路、机场、房屋地基、护岸抛石体、江堤、河堤、(K−G)模型、双屈服面弹塑性模型、分部屈服弹塑收稿日期：2003–09–28；修回日期：2003–10–31基金项目：陕西省自然科学基金重点项目(2001D05)；云南省

8、教委基金项目(0112098)作者简介：谢婉丽(1975–)，女，2001年于昆明理工大学电力工程学院水利水电专业获硕士学位，现为博士生，主要从事地质工程方面的教学与研究工作。E-mail：xiewanli1@sina.com。第24卷第3期谢婉丽等.土石粗粒料的强度和变形特性的试验研究•431•[1]性模型等，试验大都是采用常围