岩土材料最大主剪应变破坏准则的推导

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1、第26卷第3期岩石力学与工程学报Vol.26No.32007年3月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMarch，2007岩土材料最大主剪应变破坏准则的推导11，21高红，郑颖人，冯夏庭(1.中国科学院岩土力学重点实验室，湖北武汉430071；2.中国人民解放军后勤工程学院军事土木工程系，重庆400041)摘要：屈服和破坏是2个不同的概念，是材料变形过程中的2个不同阶段。在应力空间中，理想塑性的屈服面在材料变形过程中始终保持不变，而在应变空间中，后继屈服面与初始屈服面大小相

2、同，但中心位置随着塑性变形的增大而移动。所以传统的基于应力空间的各种准则无法判断材料破坏与否，而基于应变空间进行表述则能克服这一局限。据此，建立基于最大主剪应变的岩土材料延性剪切破坏应变准则；根据正常固结饱和土排水和不排水三轴试验结果，分析应力和体积应变(排水)或孔隙水压力(不排水)随应变的变化规律，并利用ANSYS对上述三轴试验进行数值模拟，计算结果与试验结果所得规律一致，表明取试样进入临界状态起始点的应变作为破坏极限应变容许值是合理的。最后，详细推导出最大主剪应变的计算公式，并针对几种常用屈服准则给出计算示例。关键词：

3、岩土力学；破坏；最大主剪应变；临界状态中图分类号：TU432文献标识码：A文章编号：1000–6915(2007)03–0518–07DEDUCTIONOFFAILURECRITERIONFORGEOMATERIALSBASEDONMAXIMUMPRINCIPALSHEARSTRAIN11，21GAOHong，ZHENGYingren，FENGXiating(1.KeyLaboratoryofRockandSoilMechanics，InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcadem

4、yofSciences，Wuhan，Hubei430071，China；2.DepartmentofCivilEngineering，LogisticalEngineeringUniversityofPLA，Chongqing400041，China)Abstract：Yieldandfailurearetwodifferentconceptions，andtheyaretwodifferentstepsinthedeformationprocessesofmaterials.Inthestressspace，thefai

5、luresurfaceofperfectplasticmaterialskeepsunchangeable.Inthestrainspace，however，withtheconstantsizeoffailuresurface，itscenterlocationmoveswiththeincreaseofplasticdeformation.Sothetraditionalcriteriabuiltinthestressspacecannotdeterminewhetherthematerialisdestroyed.O

6、nthecontrary，thecriteriabuiltinthestrainspacecanproperlydealwiththeproblem.Thestraincriterionforductileshearfailurebasedonthemaximumprincipalshearstrainisestablished.Onthebasisoftriaxialcompressiontestresultsofnormallyconsolidatedsaturatedclay，thedevelopmentlawsof

7、stressandvolumestrain(drained)orporewaterpressure(undrained)withstrainareanalyzed；andtheresultsofnumericalsimulationwithANSYSareinconsistentwiththetestresults.Soitisrationaltotaketheshearstrainofinitialcriticalstateasthelimitfailurestrain.Theformulasofthemaximumpr

8、incipalshearstrainarededuced；andthecalculationcasesforseveralcommonlyusedyieldcriteriaarepresented.Keywords：rockandsoilmechanics；failure；maximumprincipa