等主應力比路徑砂土的彈塑性本構(gòu)方程.pdf

1、巖土的本構(gòu)關(guān)系是巖土數(shù)值分析及工程設計的基礎，一直以來，專家和學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雜的，具有壓硬性、剪脹性、應力路徑相關(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)進行分析，根據(jù)塑性勢理論和一些經(jīng)驗假設歸納出土的本構(gòu)關(guān)系的數(shù)學表達式。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，在各種復雜加載條件下獲得的試驗數(shù)據(jù)中已蘊藏著材料大量的應力應變關(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，需要建立在等主應力比應力路徑下的本構(gòu)模型?；诜磫栴}理論的巖土本構(gòu)關(guān)系數(shù)值建模方法，進行了一組8個試樣的等主應力比路徑下的三軸試驗，建立了砂土的彈塑性本構(gòu)模型，為計算填土的應力應變提供了可能。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）應力場中的應力應變關(guān)系，并進行了可視化，繪出了應力應變關(guān)系的三維曲面和相應的屈服軌跡。通過與CTC路徑下的應力應變關(guān)系曲面的對比，發(fā)現(xiàn)兩種應力路徑下的曲面存在顯著差別，說明應力路徑對本構(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確的。將建立的本構(gòu)模型帶入到有限元程序中進行計算，并與試驗曲線進行對比，結(jié)果表明該模型可以合理的描述等主應力比路徑下砂土的應力