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文檔簡介
1、巖土的本構(gòu)關(guān)系是巖土數(shù)值分析及工程設(shè)計的基礎(chǔ),一直以來,專家和學(xué)者提出了大量的本構(gòu)關(guān)系模型,力圖反映土體的實際特性。然而,土介質(zhì)的實際性狀是十分復(fù)雜的,具有壓硬性、剪脹性、應(yīng)力路徑相關(guān)性,并且隨著加載條件的不同其性狀有很大變化。傳統(tǒng)的彈塑性本構(gòu)模型的研究方法是通過對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,根據(jù)塑性勢理論和一些經(jīng)驗假設(shè)歸納出土的本構(gòu)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。對于性質(zhì)受多種因素影響的巖土介質(zhì),這樣的解析表達(dá)式是難以找到的。 反問題理論為解決巖土工
2、程問題提供了新的途徑。巖土本構(gòu)建模實質(zhì)上就是一個反問題,在各種復(fù)雜加載條件下獲得的試驗數(shù)據(jù)中已蘊(yùn)藏著材料大量的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系信息,從大量數(shù)據(jù)中提煉出所需要的信息,建立其本構(gòu)關(guān)系,可以充分反映土體的實際特性。 為了模擬填土工程中土體的變形,需要建立在等主應(yīng)力比應(yīng)力路徑下的本構(gòu)模型。基于反問題理論的巖土本構(gòu)關(guān)系數(shù)值建模方法,進(jìn)行了一組8個試樣的等主應(yīng)力比路徑下的三軸試驗,建立了砂土的彈塑性本構(gòu)模型,為計算填土的應(yīng)力應(yīng)變提供了可能。根據(jù)
3、三軸試驗結(jié)果,利用反演擬合的方法獲得了整個(p, q)應(yīng)力場中的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,并進(jìn)行了可視化,繪出了應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的三維曲面和相應(yīng)的屈服軌跡。通過與CTC路徑下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲面的對比,發(fā)現(xiàn)兩種應(yīng)力路徑下的曲面存在顯著差別,說明應(yīng)力路徑對本構(gòu)關(guān)系的影響是不能忽略的,基于CTC路徑下的鄧肯-張模型模擬填土的變形是不準(zhǔn)確的。將建立的本構(gòu)模型帶入到有限元程序中進(jìn)行計算,并與試驗曲線進(jìn)行對比,結(jié)果表明該模型可以合理的描述等主應(yīng)力比路徑下砂土的應(yīng)力
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