結(jié)構(gòu)性與誘發(fā)各向異性廣泛存在于天然黏土中。結(jié)構(gòu)性的存在會使原狀土相較于重塑土有更高的強(qiáng)度,但隨著受力變形的發(fā)生,結(jié)構(gòu)性會逐漸被破壞;誘發(fā)各向異性則會使土體在受力變形過程中各方向模量發(fā)生改變;當(dāng)兩者同時(shí)發(fā)揮作用時(shí),土體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系將受到影響。這種現(xiàn)象在實(shí)際工程中應(yīng)受到重視,否則將增加實(shí)際工程的風(fēng)險(xiǎn)。因此,建立能同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)性與誘發(fā)各向異性的本構(gòu)模型具有重要意義。本文在結(jié)構(gòu)性土統(tǒng)一硬化模型的基礎(chǔ)上,引入旋轉(zhuǎn)硬化,為模型屈服面添加一條能夠旋轉(zhuǎn)的對稱軸,將結(jié)構(gòu)性土統(tǒng)一硬化模型擴(kuò)展為能夠描述誘發(fā)各向異性的基于旋轉(zhuǎn)硬化的結(jié)構(gòu)性土統(tǒng)一硬化模型。并在此基礎(chǔ)上,基于SMP準(zhǔn)則,應(yīng)用變換應(yīng)力的方法將模型推廣至三維應(yīng)力空間。模型的演化規(guī)律表明本文所提模型能夠光滑、連續(xù)地描述壓縮和剪切時(shí),結(jié)構(gòu)性與旋轉(zhuǎn)硬化的耦合影響。通過將結(jié)構(gòu)性黏土的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型預(yù)測進(jìn)行對比,表明基于旋轉(zhuǎn)硬化的結(jié)構(gòu)性土統(tǒng)一硬化模型能夠較合理地對結(jié)構(gòu)性黏土的等向壓縮、三軸壓縮排水剪切及三軸壓縮不排水剪切等力學(xué)行為進(jìn)行預(yù)測。將所建模型編寫為適用于Abaqus的Umat子程序,并通過模擬計(jì)算驗(yàn)證了其有效性。 

【文章來源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究路線圖

北方工業(yè)大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文102.3.1基于SMP準(zhǔn)則的變換應(yīng)力三維化方法在三軸壓縮以外的應(yīng)力路徑中，巖土材料的強(qiáng)度和塑性模量往往會小于三軸壓縮情況。為了描述巖土材料的這種特性，Yao等參考SMP（SpatiallyMobilizedPlane,空間滑動面）準(zhǔn)則，應(yīng)用變換應(yīng)力的方法，將模型屈服面在π平面的形狀由Mises圓改為內(nèi)切于Mises圓SMP強(qiáng)度包線，對統(tǒng)一硬化模型進(jìn)行了三維化[34]，圖2-1為變換應(yīng)力的示意圖。王乃東等驗(yàn)證了這種三維化方法應(yīng)用于各向異性土本構(gòu)模型的合理性[41]。圖2-1基于SMP準(zhǔn)則的變換應(yīng)力示意圖2.3.2模型三維化真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)(,,)和變換應(yīng)力狀態(tài)(,,)滿足如下關(guān)系：=(2-50)=c(2-51)=(2-52)式中：c為SMP曲線在三軸壓縮條件下的剪應(yīng)力。根據(jù)SMP準(zhǔn)則，c的表達(dá)式為：c=213√12312931(2-53)其中：1、2和3分別為第一、第二和第三應(yīng)力不變量，可由主應(yīng)力分別求得：

北方工業(yè)大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文33圖3-24應(yīng)力路徑對體應(yīng)變的影響圖3-25應(yīng)力路徑相關(guān)剪應(yīng)力-體應(yīng)變關(guān)系-0.00500.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04-20020406080100120/kPav

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]膠結(jié)結(jié)構(gòu)性黏土的試驗(yàn)研究與本構(gòu)建模[D]. 李曉強(qiáng).北方工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號：3029000