【摘要】：土的強度及變形性質(zhì)研究一直是土力學(xué)和巖土工程的重要課題之一。土的本構(gòu)模型已有很多,但絕大多數(shù)都是將三軸試驗的土樣作為單元體進行研究得到的。土作為一種結(jié)構(gòu)性材料,在三軸試驗中的不同階段有不同的變形性質(zhì),傳統(tǒng)的本構(gòu)模型無法同時描述不同階段的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。本文通過數(shù)值模擬的手段,利用abaqus有限元軟件對三軸試驗中土樣的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進行模擬。應(yīng)用簡單的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,證明了土中一點只有破壞和未破壞兩種狀態(tài),同時表明土樣是結(jié)構(gòu)體,在破壞中和破壞后不能作為單元體研究。未破壞的土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)為非線性,破壞后表現(xiàn)為土顆粒間的滑動摩擦即剪切帶。將三軸試驗土樣的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系劃分為破壞前、破壞和破壞后三個階段。通過數(shù)值模擬三個階段模型都表現(xiàn)出了不同的受力變形特性,未破壞時模型各點應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與整體基本相同,變形均勻;破壞階段模型變形開始不均勻,土樣整體變形是剪切帶位移和剪切帶外變形的綜合表現(xiàn);破壞后剪切帶貫穿,變形主要來自于剪切帶上下兩側(cè)相對位移。對土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的描述無需像傳統(tǒng)的本構(gòu)模型那樣復(fù)雜。驗證了基于擴展有限元和有限元極限平衡法得到的剪切帶的擴展準則符合三軸試驗中土的表現(xiàn)。在剪切帶的擴展過程中,擴展有限單元法不需重新剖分網(wǎng)格,可以控制剪切帶擴展速度。所得位移云圖與帶有全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng)的三軸試驗結(jié)果一致。模擬的剪切帶的形態(tài)和傾角都符合試驗結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU41

【參考文獻】

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本文編號：2606083