损伤接触面本构模型研究.pdf

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1、第36卷第3期人民黄河Vo1．36．No．32014年3月YELLOWRIVERMar．．2014【水利水电工程】损伤接触面本构模型研究武颖利，李登华，徐光磊2(1．南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏南京210024；2．南京水利科学研究院大坝安全与管理研究所，江苏南京210024)摘要：通过接触面试验研究，结合损伤理论，建立了损伤接触面本构模型。该接触面模型可以反映接触面剪应力随着剪切位移变化的规律，并可反映法向压力对剪切应力的影响以及接触面剪切位移变化而产生的损伤。接触面数值计算结果与试验结果基本吻合，验证了该本构模型的合

2、理性和有效性。关键词：接触面试验；损伤接触面本构模型；数值模拟；剪切位移中图分类号：T13411．7；TV641．4文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2014．03．026ResearchontheDamageInterfaceConstitutiveModelWUYing．1．i．，LIDeng—hua，XUGuang—lei(1．GeotechnicalEngineeringDepartment，NanjingHydraulicResearchInstitute，Naming210024，

3、China2．DamSafetyManagementDepartment，NanjingHydraulicResearchInstitute，Nanjing210024，China)Abstract：Seriesofinterfacetestswerecarriedoutinthisstudy．Combinedwithdamagetheory，adamageinterfaceconstitutivemodelwaspro—posed，whichcouldreflectthechangeofthecontactshearstress

4、withthesheardisplacement．Themodelcouldalsoreflecttheimpactofpressureontheshearstress，andthedamageprocessduringtheshearing．Simulationofthetestswereperformedandcomparedwiththeexperimentresults，andgoodagreementwasobserved，whichhadverifiedtherationalityofinterfaceconstitu

5、tivemode1．Keywords：interfacetest；damageinterfaceconstitutivemodel；numericalsimulation；sheardisplacement一结构与土相互作用中，结构与土作为一个共同的工作体下，随着剪切位移的增大剪应力逐渐增大，剪应力达到峰值后系，广泛存在于土木、水利工程中，是典型的复杂接触问题。由逐渐减小并趋于稳定，有明显的剪应力软化现象。于接触问题的高度非线性特征和复杂的力学机理，因此是岩土界研究的重点和难点。许多专家学者I9针对结构与土的相互作用机理开展了大量

6、研究工作，基于损伤理论的接触面模型是研究结构与土相互作用机理的一个重要方向。笔者通过接触面试验研究，结合损伤理论，建立损伤接触面本构模型，以期反映结构与土接触面在剪切过程中的软化现象。试样粒径8mm图1试样颗粒级配曲线1结构与土接触面变形特性根据猴子岩、金川混凝土面板堆石坝垫层料，以及标准沙-Rj球与两种不同粗糙度混凝土板接触面的剪切试验，研究接触面的变形特性。猴子岩和金川垫层料都采用两种最大粒径试样，最大粒径分别为10mlTI和5mm，颗粒级配曲线见图1。标准沙试样干密度取其最大干密度的98％，其他试样均取最大干密度。图2接触面

7、接触剪应力与剪切位移关系曲线结构材料采用普通浇筑面和人工粗糙面两种不同粗糙度的混收稿日期：2013—05-28凝土板，混凝土板为100mm×100mm的正方形板，两种混凝基金项目：南京水利科学研究院青年基金资助项目(BH31201)；江苏省博士后土板的粗糙度分别为0．238mm和0．861mml】。在不同法向基金资助项目(1102107C)。压力下，典型接触面剪应力与剪切位移关系曲线见图2、图3。作者简介：武颖利(1980～)，男，河南焦作人，高级工程师，博士，主要从事土石从不同试样与不同接触面的剪应力与剪切位移关系曲线可以坝工程

8、、水工结构工程方面的研究工作。看出，各个试样在不同法向压力(100、200、400、500kPa)作用E．mail：wuyingli@nhri．cn·80·人民黄河2014年第3期2．1基本假设设无损伤土的特性可用参数S表示，损伤土的特性可用S表示