资源描述：
《以塑性功函数为硬化参数的土的弹塑性模型.pdf》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、ISSN100020054清华大学学报(自然科学版)2000年第40卷第5期34ö34CN1122223öNJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2000,Vol.40,No.51251273以塑性功函数为硬化参数的土的弹塑性模型郭瑞平,李广信(清华大学水利水电工程系,北京100084)文摘:为解决清华弹塑性模型参数多和参数确定困难的epdE=dE+dE(1)问题,以永定河砂试验资料为基础,提出了以塑性功Wp的1.1弹性应变部分函数为硬化参数的土的弹塑性模型。给出了模型参数用等向弹性部分由广义Hooke定律确定。体积弹性模压缩试验和常规三轴试验确定的方法。模型
2、可用于三维应力状态的分析。应用所建模型对中密永定河砂的应力应变关系量K可由各向等压固结试验的Ev～lnp的卸荷和重e预测曲线与试验曲线进行比较,结果表明它可以较好模拟砂加荷曲线求取,即K=dpödEv=k0p。剪切弹性模量g土变形的剪胀、剪缩特性。G可由R3=常量的常规三轴试验的q～E曲线的卸n关键词:土的本构模型,塑性功,剪胀性R3g荷和重加荷段求取,其表达式是G=kgpa,其pa中图分类号:TV460文献标识码:A中,pa为大气压力。文章编号:100020054(2000)05201252031.2塑性应变部分塑性应变部分通过塑性理论来计算。由黄文熙教授提出的清华弹
3、塑性模型是不作任1)屈服条件何附加假设而仅在试验数据的基础上建立的土的数[1]通过试验得出塑性应变增量的方向,根据正交学模型,其屈服面是基于Drucker假说—即采用原理确定塑性势面,采用相适应流动法则,塑性势面相适应流动准则确定的。其硬化参数h是塑性剪应即为屈服面。在本模型中对于永定河砂其屈服面是变和塑性体应变的函数,在确定了屈服面后,理论上一组椭圆,可以确定出具有不同特性土的硬化参数函数。对于22p-hq既具有一定剪缩又具有较强的剪胀特性的土,这种+-1=0,(2)khkrh硬化参数的表达式却是非常复杂的。若硬化参数h式中:k,r分别为屈服面参数。只要确定了方程(2
4、)按分段线性确定,尽管仍可以较好拟合试验曲线,但中的k和r,屈服面方程也就确定了。确定k和r采无疑增加了近一倍的参数,因此妨碍了其在岩土工[3]用的是比例椭圆族方程参数的最优化确定方法。程中的推广与应用。2)流动规则1模型的修正根据相应的流动规则可知:在清华模型的基础上建立一个含参数较少的弹p9g9fEij=dKõ=dKõ.(3)9Rij9Rij塑性模型。该模型是以塑性功Wp的函数为硬化参[2]3)加工硬化规律数,可以很好模拟砂土的剪缩、剪胀及应变硬化性试验结果表明,对于清华模型确定的屈服面,它能的弹塑性模型。的硬化参数h与相应的塑性功(对于松砂和中密砂)对于弹塑性模型
5、而言,总应变增量dE由弹性和之间的关系可用双曲线来近似描述(见图1)。即采塑性两部分组成,即用下式:收稿日期:1999205212Wpjh-h0=,(4)作者简介:郭瑞平(19632),男(汉),河北,副教授a+bWpj3基金项目:国家自然科学基金项目(59879008),清华其中:a,b为试验常数。将式(4)改为式(5),可通过大学青年科学基金项目数值拟合确定a,b。126清华大学学报(自然科学版)2000,40(5)Wpjdpp=a+bWp.j(5)K=e=322.(10)h-h0dEvpa剪切弹性模量由R3为常数的常规三轴试验的gq～E曲线的卸荷和重加荷段求得,将
6、Gi与R3的关系GR3线性化:lg=lg(kg)+nglg.通过绘制Göpapapa与R3öpa的关系曲线的趋势线,可求得确定G参数的kg和ng分别为kg=216,ng=1.1685。2.2屈服面参数的确定在求出每一应力状态下的塑性剪应变和塑性体应变之后,用孙亚平提出的比例椭圆族参数的优化图1硬化参数与塑性功的关系曲线方法初步确定k和r[3]。用干密度为1.81göcm3的永定河砂所进行的常规三轴试验所得的资料确定的式(4)中Wpj为剪切过程中的塑性功,不包括等屈服参数为k=0.8265,r=1.696。向加载时的塑性功。h0是在加围压固结后剪切前的硬化参数值,对于其它
7、应力路径其大小为任一应力2.3硬化参数的确定状态下对应三轴试验的固结压力时的硬化参数。其在常规三轴试验中用式Wpji=Wpj(i-1)+pppp值的大小可用R=p-qö3确定:pi(Evi-Ev(i-1))+qi(Egi-Egi-1)可以确定任一应力状态R时的塑性功。同时由下式可以确定任一应力状态时h0=.(6)1+k的硬化参数h和加偏差应力前的初始硬化参数h0:式(4)中a是围压R3的函数,即:22222n-pi+pi+(k-1)(pi+qiör)R3ahi=2,a=ka.(7)k-1pa(11)式(4)中b的倒数是硬化参数(h-h0)
