题名 | 冻结砂土的屈服函数及弹塑性损伤本构模型试验研究 |
作者 | 金龙 |
学位类别 | 硕士 |
答辩日期 | 2008-05-10 |
授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
导师 | 赖远明 |
关键词 | 冻结砂土 压融 屈服函数 各向异性损伤 弹塑性损伤本构模型 |
其他题名 | Study on the yield function and elasto-plastic damage model for frozen sandy soil |
学位专业 | 岩土工程 |
中文摘要 | 冻土是由岩土颗粒、冰、未冻水和空气组成的复合介质,它与未冻土的本质区别是冻土中冰的存在,土冻结后强度将提高很多倍,其中主要依赖于冻土粘聚力的大幅度提高,而冻土的粘聚力主要受冰控制。由于寒区工程建设的迅速发展,要求我们对冻土力学特性及变形机理进行更深一层次的研究。因此,本文通过开展室内常规三轴试验,分析研究了-6℃冻结砂土的应力-应变关系,用试验的方法研究了冻结砂土的屈服准则及其损伤本构关系。 选取青藏线砂土为试验土样,进行了室内常规三轴试验、等向固结试验和循环加载试验。发现,在低围压下,应力-应变关系表现出强烈的软化现象,随围压的增大,软化现象逐渐减弱;在高围压下,则主要表现为硬化现象。在高围压下,由于冻土的压融现象,在试验围压范围内,莫尔包络线并非直线,应力峰值在高围压下反而减小。 对常规三轴试验数据分析,从总应变中分离出弹性部分和塑性部分,做出流线(塑性应变增量方向)、势线,用试验的方法得到冻土的塑性势面,发现塑性势函数可以用椭圆型函数表示。采用Drucker塑性公设,假定塑性势函数与屈服函数相同,选用塑性功作为硬化参数,建立了冻结砂土的弹塑性本构模型。与试验结果对比发现,利用该模型所得的计算值与试验值吻合较好,只是对应力峰值后的软化阶段的模拟有一定的偏差。 对冻结砂土的应力应变曲线以及破坏特征分析,认为总变形可以分解为三种不同类型的变形,即弹性变形、塑性变形和损伤变形。利用损伤力学理论,推导出了冻土的各向异性损伤变量的表达式,利用常规三轴试验数据,得到了各个围压下的应变损伤门槛值,做出了损伤变量的变化曲线。将损伤变量引入前面所建立的本构模型中,就得到冻结砂土的弹塑性损伤本构模型。编制了计算程序,经过计算发现,计算值与试验值基本吻合,解决了软化阶段模拟不好的问题。 |
语种 | 中文 |
公开日期 | 2013-08-22 |
页码 | 88 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21800] ![]() |
专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 金龙. 冻结砂土的屈服函数及弹塑性损伤本构模型试验研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2008. |
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