饱和粘土静力及循环稳定弹塑性分析.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#饱和粘土静力及循环稳定弹塑性分析1,21,2**姚海慧，王建华（1.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072；52.天津大学岩土工程研究所，天津300072）摘要：在临界状态理论框架中，基于修正的运动硬化弹塑性模型，模拟静力及循环荷载作用下饱和粘土的力学响应。通过重新定义硬化中心的移动规则对一种运动硬化规律进行修正，使模型更好地适用于描述静力和循环受力特性；结合等向硬化及修正的运动硬化规律，根据10类似于修正剑桥模型的运动的边界面方

2、程，引入形状参数，以提高模型模拟精度；采用移动的映射中心模拟应力-应变关系的滞回性，并通过构建适当的塑性模量插值函数，描述饱和粘土在低应力水平下的循环稳定特性。通过对相关文献中及天津粘土循环三轴试验结果的模拟，表明修正的模型具有模拟粘土静力及循环稳定等特性的能力，验证了模型的合理性和有效性。15关键词：岩土工程；粘土；静力荷载；循环荷载；运动硬化规律；循环稳定中图分类号：TU43Elastoplasticanalysisofstaticandcyclicshakedownofsaturatedclay1,21,2

3、20YAOHaihui,WANGJianhua(1.StateKeyLaboratoryofHydraulicEngineeringSimulationandSafety,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.GeotechnicalEngineeringInstitute,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Themechanicalbehaviorofsaturatedclayunderstaticandcyc

4、licloadingissimulatedbased25onamodifiedkinematichardeningelastoplasticmodelintheframeworkofcriticalstatetheory.Akindofkinematichardeningruleismodifiedbyredefiningthemovementruleofhardeningcenterforpredictingtheresponseofclaynotonlyunderstaticloadingbutalsound

5、ercyclicloading.AnexpElastoplasticanalysisofstaticandcyclicshakedownofsaturatedclayressionofkinematicboundingsurfaceequationsimilartothemodifiedCambridgemodelisestablishedaccordingtothelawof30isotropicandkinematichardening,andashapeparameterisintroducedintoth

6、eequationtoimprovethesimulationprecision.Amovingmappingcenterisadoptedtosimulatethehysteresisofstress-straincurves,andaplasticmodulusinterpolationfunctionissuggestedforpredictingthecyclicshakedownbehaviorofsaturatedclayunderlowstresslevels.Itdemonstratesthera

7、tionalityandvaliditythatthemodifiedmodelcanrealisticallysimulatethestaticandcyclicbehaviorssuchasshakedownthrough35theexperimentaldatareportedbyrelatedliteratureandcyclictriaxialtestdataofsaturatedclayinTianjin.Keywords:geotechnicalengineering;clay;staticload

8、ing;cyclicloading;kinematichardening;cyclicshakedown400引言海洋工程中，很多结构物需建在海底饱和粘土地基上。地基不仅承受结构自身重量引起的静力荷载，还受海洋风、浪等循环荷载的长期作用。评价海洋地基粘土层在这种复杂荷载作用下的长期稳定性，需要具有能够模拟粘土在静力和循环荷载作用下稳定特性的本构关基金项目：高等学校博士学科