软黏土动力损伤模型及其应用

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1、第25卷增1岩石力学与工程学报Vol.25Supp.12006年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2006软黏土的动力损伤模型及其应用熊玉春，房营光，徐国辉(华南理工大学土木工程系，广东广州510640)摘要：基于静力各向同性弹塑性损伤和Prevost模型的基本理论，把弹塑性等向硬化、运动硬化和各向同性损伤结合起来，推导了循环荷载作用下饱和软黏土弹塑性动力损伤本构模型。基于应变等效假设的古典各向同性损伤理论用单一损伤变量描述损伤状态，当土体发生损伤后，其泊松比保持不变且与初始无损伤状态一样，体积模量与剪切模量按同一规律

2、变化，这与土体的力学特性不符。因此，建立了一个用双标量变量描述的各向同性弹塑性损伤模型并将其推广到动力分析中，分别考虑土的压缩损伤和剪切损伤，建立了与体积模量和剪切模量相对应的损伤演化方程。最后将该模型引入建筑物的震陷计算以检验模型的可靠性。关键词：土力学；软黏土；损伤；弹塑性；残余应变中图分类号：TU43文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)增1–3152–05ADYNAMICDAMAGEMODELANDITSAPPLICATIONTOSOFTCLAYXIONGYuchun，FANGYingguang，XUGuohui(DepartmentofCivilEngine

3、ering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou，Guangdong510640，China)Abstract：BasedonthestaticisotropicelastoplasticdamageandPrevostmodeltheory，anewdamagemodelforsaturatedsoftclayundercyclicloadingisdeveloped.Theclassicalisotropicdamagetheorybasedonthestrainequivalencehypothesis，inwhichthedam

4、agestateisdescribedbyasinglescalardamagevariable，considersthatthePoisson′sratiodoesn′tchange；andthebulkmodulusandshearmoduluschangewiththesameruleifthedamageofsoiltakesplace.Butitdoesn′tagreewiththemechanicalcharacteristicsofsoil.Anisotropicelastoplasticdamagemodeldescribedbydouble-scalardamage

5、variables，whichcanconsiderrespectivelythecompressionandsheardamage，issetupandgeneralizedtothedynamicanalysisofsoil.Thendamageevolutionequations，whicharerelatedrespectivelytothebulkmodulusandshearmodulusareestablished.Finallythismodelisemployedintothecalculationaboutseismicbuildingsettlementtove

6、rifyitsreliability.Keywords：soilmechanics；softclay；damage；elastoplastic；residualstrain卸载、反向加载及再加载时的塑性变形。为了描述[1][2]1引言材料对循环荷载的响应，W.D.Iwan，Z.Mroz等[3]提出了多屈服面模型。J.H.Prevost基于多重屈服大量的震害表明，建筑在软弱地基土上的建筑面的概念提出了不排水条件下黏土的本构模型。多物在大地震发生时常常会有震陷产生。要合理计算屈服面模型可以估计土的各向异性、依赖于应力轨地基土层震陷，要求土体的动本构关系能正确描述迹的弹塑性应力–应变关系，

7、并可以考虑卸载和重软土在地震动荷载作用下的非线性、滞后性与加载、新加载的影响，模拟循环加载条件下土的性状。收稿日期：2005–05–20；修回日期：2005–09–14作者简介：熊玉春(1974–)，男，1998年毕业于武汉工业大学工业与民用建筑专业，现为博士研究生，主要从事土动力学方面的研究工作。E-mail：xyuchun@163.com第25卷增1熊玉春等.软黏土的动力损伤模型及其应用•3153•损伤理论运用于土的应力–应变关系研究成为G(δδ+δδ