饱和砂土弹塑性动力本构模型研究

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1、第24卷第18期岩石力学与工程学报Vol.24No.182005年9月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringSept.，2005饱和砂土弹塑性动力本构模型研究1，2121李亮，杜修力，赵成刚，李立云(1.北京工业大学建筑工程学院，北京100022；2.北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：利用土体的塑性流动理论，提出了基于SMP破坏准则的土体弹塑性动力本构模型，用于描述饱和砂土的动力反应性质。土体总的变形由3个部分组成：弹性应变、与体积屈服机制相关的塑性应变和与剪切屈服机制相关的塑性

2、应变。土体在初始加载与卸载和重新加载阶段性质的差别通过采用不同的模型参数加以反映。通过将应用该模型模拟计算的结果与试验结果进行对比，表明该模型能够较为准确地描述饱和砂土在循环加载条件下的反应性质，具有较少的模型参数，这些参数都可以通过常规的三轴压缩试验和静水压力试验进行确定。同时，该模型的形式比较简单，可用于数值计算中。关键词：土力学；饱和砂土；本构模型；动力；弹塑性；破坏准则中图分类号：TU44文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)18–3380–06STUDYONELASTOPLASTICDYNAMICCONSTITUTIVE

3、MODELOFSATURATEDSANDS1，2121LILiang，DUXiu-li，ZHAOCheng-gang，LILi-yun(1.CollegeofArchitectureandCivilEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100022，China；2.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：Basedontheplasticf

4、lowtheoryofsoils，anelastoplasticconstitutivemodelfordescribingthedynamicresponsebehaviorofthesaturatedsandsisdeveloped.Thetotaldeformationofsoilsconsistsofthreeparts：elasticstrain，theplasticstrainrelatedtothevolumetricyieldingmechanismandtheplasticstrainrelatedtotheshearyield

5、ingmechanism.Thedifferenceofsoilsbehaviorinvirginloadingcontrasttounloadingandreloadingcanbereflectedbyadoptingdifferentmodelparameters.Bycomparingtheresultscalculatedbythemodelwiththetestdata，itisshownthatthepresentedconstitutivemodelcandescribetheresponsebehaviorofsaturated

6、sandssubjectedtocyclicloadingwithreasonableaccuracy.Thenumberofthemodelparametersislimitedandtheirvaluecanbecalibratedthroughconventionaltriaxialcompressiontestandhydrostaticpressuretest.Inthemeantime，theformoftheconstitutivemodelissimpleanditissuitablefornumericalcalculation

7、.Keywords：soilmechanics；saturatedsands；constitutivemodel；dynamic；elastoplasticity；failurecriterion系，是土动力学研究的核心问题之一，也是分析土1引言体动力失稳和变形过程等一系列特性的基础。而饱和砂土在循环荷载作用下的动力反应是土动力学研土体的动力本构模型即动荷载作用下土体的应究的重要课题。构造合理的动力本构模型，用以对力–应变关系，是表征土体的动力学特性的基本关土体在循环荷载作用下的反应特征进行描述，是这收稿日期：2004–02–18；修回日期：20

8、04–03–22基金项目：国家自然科学基金资助项目(50178005)；国家自然科学基金杰出青年基金资助项目(50325826)作者简介