【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,交通建設(shè)工程越來(lái)越多,尤其是高速公路和高速鐵路的建設(shè)更是如火如荼,而在交通荷載作用下路基、邊坡等工程的穩(wěn)定性就成了必須要面對(duì)的問題,是否能建立一個(gè)反映在循環(huán)荷載作用下路基、邊坡動(dòng)力特性的本構(gòu)模型是問題的核心。在經(jīng)典塑性理論中,初始屈服面是確定的,這導(dǎo)致了塑性界面的不連續(xù),而大量實(shí)驗(yàn)表明,巖土介質(zhì)屈服面是模糊的,這與經(jīng)典塑性理論是矛盾的；在循環(huán)荷載作用下,循環(huán)加卸載過程需要多個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式表示,不利于模型的計(jì)算。鑒于這兩個(gè)問題,在循環(huán)荷載作用下,本文建立了一個(gè)能夠反映巖土介質(zhì)動(dòng)力性質(zhì)的模糊彈塑性本構(gòu)模型,該模型從經(jīng)典塑性理論出發(fā),將隸屬度函數(shù)引入到經(jīng)典塑性模型中,使得塑性模型在經(jīng)典屈服面內(nèi)部也能屈服,通過引入隸屬度函數(shù)使得模型的塑性界面連續(xù),應(yīng)力空間中的任意一點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著一個(gè)塑性隸屬度值,且由該值來(lái)確定塑性應(yīng)變的大小,使得塑性應(yīng)變的發(fā)生以及塑性應(yīng)變的大小都由隸屬度函數(shù)來(lái)控制,該模型能夠反映巖土介質(zhì)塑性屈服界面的模糊性；在循環(huán)加卸載過程該模型通過隸屬度函數(shù)的演化規(guī)律來(lái)代替復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式,從而使計(jì)算得到了簡(jiǎn)化。本文研究了塑性隸屬度函數(shù)的演化規(guī)律,討論了三角形塑性隸屬度函數(shù)在單向循環(huán)加卸載、對(duì)稱循環(huán)加卸載以及非對(duì)稱循環(huán)加卸載情況下的塑性隸屬度演化規(guī)律,根據(jù)隸屬度函數(shù)修正了塑性流動(dòng)法則,模型引入了對(duì)最大預(yù)應(yīng)力具有部分記憶的功能,從而模型在循環(huán)荷載作用下具有塑性應(yīng)變累積作用。針對(duì)劍橋模型和L-D兩個(gè)塑性模型進(jìn)行了研究,將經(jīng)典塑性屈服函數(shù)模糊化,利用相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則得到了模糊彈塑性本構(gòu)模型,為了驗(yàn)證模型的有效性,進(jìn)行了室內(nèi)常規(guī)三軸實(shí)驗(yàn)和單向循環(huán)加卸載實(shí)驗(yàn),通過對(duì)比分析模型結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),模糊劍橋彈塑性模型和模糊L-D彈塑性本構(gòu)模型結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合都較好,驗(yàn)證了模型的有效性�；贏BAQUS軟件的JMAT平臺(tái),利用Fortran語(yǔ)言編寫了模糊劍橋彈塑性模型和模糊L-D彈塑性本構(gòu)模型的材料子程序,利用模糊劍橋彈塑性模型對(duì)路基塑性變形問題進(jìn)行了研究,得到了路基豎向位移、應(yīng)力、應(yīng)變的結(jié)果,以及塑性累積應(yīng)變與動(dòng)應(yīng)力比、平均應(yīng)力、循環(huán)次數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等；利用模糊L-D彈塑性本構(gòu)模型對(duì)邊坡工程進(jìn)行了研究,得到了位移、應(yīng)力、應(yīng)變、加速度、PGA擴(kuò)大系數(shù)等的結(jié)果,并對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了探討。模糊彈塑性理論是在經(jīng)典塑性理論基礎(chǔ)之上發(fā)展而來(lái)的,所以塑性模型不用重新建立,只是要將塑性隸屬度函數(shù)引入即可,所以在這種思路下,可以將更多的模型模糊化,使其能更好地服務(wù)于巖土介質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O344

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本文編號(hào)：2736357