軸對稱極限平衡理論是剛塑性力學(xué)的重要分支內(nèi)容,在巖土工程中的土壓力、地基承載力等的計算方面有著廣泛的應(yīng)用,國內(nèi)外學(xué)者基于各種環(huán)向應(yīng)力假定對該問題展開過大量研究。本文基于軸對稱環(huán)向幾何條件和軸對稱相容性條件,通過概念分析、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、對比驗證,研究了軸對稱極限狀態(tài)的環(huán)向受力特點,揭示了其物理內(nèi)涵,建立了兩種形式的極限平衡理論,解決了環(huán)向應(yīng)力假定導(dǎo)致的不嚴(yán)密性問題。將理論方法應(yīng)用于軸對稱極限土壓力、非極限土壓力的計算方法和分布規(guī)律的研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）建立了軸對稱極限狀態(tài)的環(huán)向受力方程并揭示了軸對稱極限狀態(tài)的物理內(nèi)涵。基于剛塑性力學(xué)的流動方程和軸對稱環(huán)向幾何條件,推導(dǎo)了環(huán)拱效應(yīng)附加應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力的表達(dá)方程式;基于剛塑性力學(xué)的流動方程和軸對稱相容條件推導(dǎo)了相容性應(yīng)力方程式;基于環(huán)拱效應(yīng)附加應(yīng)力方程式和屈服條件的軸對稱表達(dá)式,揭示了軸對稱極限狀態(tài)環(huán)拱效應(yīng)的作用機(jī)制、軸對稱極限狀態(tài)的兩重物理內(nèi)涵。研究表明:軸對稱極限狀態(tài)的本質(zhì)是子午面上的主剪應(yīng)力與環(huán)拱效應(yīng)應(yīng)力的平方組合值達(dá)到介質(zhì)的復(fù)合應(yīng)力強(qiáng)度;軸對稱極限狀態(tài)的應(yīng)力場不是固定場,而是隨徑向流動速度不斷變化的動態(tài)應(yīng)力場。（2）建立了嚴(yán)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：215 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

側(cè)向應(yīng)力增量與側(cè)向應(yīng)變的關(guān)系曲線[23,116,117]

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文第二章軸對稱極限狀態(tài)環(huán)向受力的客觀描述及物理內(nèi)涵36圖2-1屈服方程與塑性勢函數(shù)在軸對稱應(yīng)力空間中的圖像(圖中單位：kPa)（sin3、kccos）:(a)三維圖；(b)垂直軸線平面的投影圖Fig.2-1Imagesofyieldequationandplasticpotentialfunctioninaxisymmetricstressspace(unit:kPa)(sin3,kccos):(a)3-Ddiagram;(b)aprojectionontheplaneoftheverticalaxis圖2-1a,b表明，Drucker-Prager準(zhǔn)則的屈服面和塑性勢面在軸對稱應(yīng)力空間中呈現(xiàn)為以ccot,ccot,0為頂點、以24224482259cotcot216pcc為軸線、分別以32pk、2pk為橢圓截面長、短半軸的的橢圓錐面。圖2-1d表明屈服面在=投影面上呈現(xiàn)為雙曲線族的一支，且當(dāng)=0時恰好退化為Mohr-Coulomb準(zhǔn)則的強(qiáng)度直線，即Rpsinccos(2-12)式(2-12)即為Mohr-Coulomb準(zhǔn)則中的主剪應(yīng)力。

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文第二章軸對稱極限狀態(tài)環(huán)向受力的客觀描述及物理內(nèi)涵3923Jp(2-13)將關(guān)系22213JRp代入式(2-13)，變換得,p,p(2-14)R(,,)R(2-15)23()(,)13()(2-16)其中d，d為剛塑性介質(zhì)得塑性流動因子（標(biāo)量因子）。其中(,)為環(huán)向附加應(yīng)力系數(shù)，即同時考慮環(huán)拱效應(yīng)和剪脹效應(yīng)產(chǎn)生附加應(yīng)力一般情況下的附加應(yīng)力系數(shù)。與+之間得定量關(guān)系如圖2-4所示，圖2-4環(huán)向附加應(yīng)力系數(shù)與環(huán)向附加效應(yīng)+之間的關(guān)系Fig.2-4Relationshipbetweenadditionalstresscoefficientoftoroidalandtoroidaladditionaleffect+而(,0)為拱應(yīng)力系數(shù)，即單獨(dú)考慮環(huán)拱效應(yīng)的情況；(0,)則為剪脹應(yīng)力系數(shù)，即單獨(dú)考慮剪脹效應(yīng)的情況。根據(jù),取值的不同可以分為如表2-1所示的四種不同的工況。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]軸對稱主動土壓力問題的滑移線解[J]. 閆澍旺,李嘉,閆玥,郎瑞卿,紀(jì)玉誠.  巖土力學(xué). 2018(11)
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[7]土工袋柔性擋墻位移模式及土壓力研究[J]. 劉斯宏,薛向華,樊科偉,徐思遠(yuǎn).  巖土工程學(xué)報. 2014(12)
[8]筒形擋土墻主動土壓力的離散元數(shù)值模擬[J]. 陳國舟,周國慶.  地下空間與工程學(xué)報. 2013(S2)
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博士論文
[1]筒形擋土結(jié)構(gòu)主動土壓力及拱效應(yīng)研究[D]. 陳國舟.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[2]圓形基坑土壓力分布模式研究[D]. 劉發(fā)前.上海交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]剛性與柔性擋墻的土壓力研究[D]. 蔡奇鵬.浙江大學(xué) 2007
[2]不同位移模式下剛性擋土墻土壓力計算方法研究[D]. 龔慈.浙江大學(xué) 2005



本文編號：3277054