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《直剪试验中接触面渐进破坏的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、ISSN1000-0054清华大学学报(自然科学版)2008年第48卷第6期w9CN11-2223/NJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2008,Vol.48,No.6http://qhxbw.chinajournal.net.cn直剪试验中接触面渐进破坏的数值模拟121胡黎明,马杰,张丙印(1.清华大学水利水电工程系,水沙科学与水利水电工程国家重点试验室,北京100084;2.山东省交通规划设计院,济南250031)摘要:岩土工程中不同材料间的接触面力学性质是热点不同材料间接触面力学特性是岩土工
2、程中的热研究课题之一。为了研究不同接触面本构模型适用性,对室点课题。选择合理的接触面本构模型对于用数值计内接触面直剪试验进行有限元数值模拟,并采用刚塑性模型算来分析问题至关重要。对接触面破坏过程进行了分析。数值模拟结果表明,计算与直剪仪可以测量接触面上的应力和相对位移的试验结果基本一致,不同本构模型计算结果相差不大;直剪关系。在根据直剪试验结果所建立的接触面本构模试验剪切过程中,接触面上应力应变分布不均匀,导致接触型中,以Clough-Duncan双曲线模型应用较为广面单元渐近破坏,使得接触面应力-相对位移关系
3、呈非线[1,2][3]泛。Brandt用大型盒式直剪仪研究了土与混凝性;刚塑性模型可以合理描述接触面本构关系,其模型参数土的接触面,认为刚塑性模式可能是最真实的接触较少且容易确定,可用于工程计算。[4]面破坏模式。殷宗泽等采用微型“潜望镜”观察了关键词:岩土工程;接触面;直剪试验;数值模拟;刚塑性接触面附近土体的变形情况,认为接触面的破坏是模型一个由边缘向内部逐步发展的过程。中图分类号:TU411.7文献标识码:A本文对文[5]的接触面直剪试验过程进行数值文章编号:1000-0054(2008)06-0943-
4、04模拟分析,研究接触面剪切破坏过程。采用不同接触面本构模型进行比较计算,以探讨接触面刚塑性模型的合理性和适用性。Numericalsimulationofinterfacefailureduringdirectsheartests1土与结构物接触面直剪试验HULiming1,MAJie2,ZHANGBingyin1采用清华大学大型粗粒土与结构物接触面循环[6]剪切仪。所用剪切盒尺寸为25cm×25cm。试验土(1.StateKeyLaboratoryofHydroscienceandEngineering,D
5、epartmentofHydraulicEngineering,TsinghuaUniversity,料为糯扎渡心墙堆石坝的设计反滤料,采用人工破Beijing100084,China;碎的角砾岩碎石料,最大粒径为20mm,制样干密度2.ShandongProvincialCommunicationsPlanning&Designing3d=1.94kg/dm,接触面正应力=0.1～3.0Institute,Ji’nan250031,China)MPa。试验测得的接触面直剪试验剪应力和相对Abstract:
6、Thebehaviorofsoil-structureinterfacesisoneofthemajorconcernsingeotechnicalengineering.Thefiniteelement位移d关系如图1所示。由图1可以看出,直剪试验methodwasusedtosimulatelaboratoryinterfacedirectsheartests,表现出明显的渐进破坏特征。tocomparetheresultsofdifferentconstitutivemodels,withtheinter
7、facefailureprocesstracedusingtheperfect-plasticmodel.The2接触面直剪试验计算模型calculationalresultsofdifferentconstitutivemodelsagreewellwith接触面本构关系采用刚塑性模型、非线性弹性thetestdata.Theinterfaceshearstressisnotuniformlydistributed模型和理想弹塑性模型等3种模型。duringshearing,whichleadstothegr
8、adualfailureoftheinterfaceandthenonlinearstress-displacementrelationship.Theresults接触面刚塑性模型用Mohr-Coulomb准则判断showthattheperfect-plasticmodelreasonablydescribesthe是否发生塑性滑动。模型包括接触面粘聚力c和摩interfacebe
