低应力水平下颗粒土的边界面本构模型

1

作者 李书兆 孙国栋 +1 位作者 张安 王栋 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第1期47-55,共9页

低应力条件下土体的力学行为因颗粒嵌锁效应显著增强,表现出更高的摩擦角和剪胀性,工程设计中忽视这些特性可能导致不准确分析甚至引发地质灾害。在SANISAND-04边界面模型基础上进行扩展,通过引入颗粒间嵌锁强度参数,对模型的屈服面、... 低应力条件下土体的力学行为因颗粒嵌锁效应显著增强,表现出更高的摩擦角和剪胀性,工程设计中忽视这些特性可能导致不准确分析甚至引发地质灾害。在SANISAND-04边界面模型基础上进行扩展,通过引入颗粒间嵌锁强度参数,对模型的屈服面、临界状态面、边界面和剪胀面进行了改进,提出了SANISAND-L模型,并采用两种不同嵌锁强度的颗粒土三轴剪切试验结果对该模型进行了验证。结果表明:改进后的SANISAND-L模型只增加了一个模型参数,不仅能准确反映低应力水平下颗粒土的峰值和临界状态内摩擦角的提升,同时也能在较高应力水平下保持适用性;该模型参数能通过低应力条件下的临界状态强度数据直接拟合获得;对模型进行验证发现其显示出较好的预测能力;在2 kPa有效围压下,该模型对Toyoura砂土峰值内摩擦角的预测相对误差低于2%,显著优于未考虑嵌锁效应的SANISAND-04模型(后者相对误差超过25%)。该模型结构简洁、参数标定方便,可在SANISAND-04模型的代码基础上直接修改实现,有助于更加精准地进行浅基础承载力、海底管道铺设等浅部土层工程问题的有限元模拟。 展开更多

关键词 本构模型 颗粒土 理论建模 低应力水平 边界面 嵌锁强度 临界状态

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结构性粘土的边界面砌块体模型 被引量：12

2

作者 周成 沈珠江 +2 位作者 陈铁林 殷建华 郦能惠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期317-321,共5页

把天然粘土的变形看作是由结构的破坏引起的。总的变形由结构性粘土的弹性变形、结构面的滑移塑性变形和结构体破损引起的的损伤塑性变形组成。把滑移屈服面看作可以扩大、旋转的运动硬化面,并作为边界面,通过内插塑性模量来描述滑移塑... 把天然粘土的变形看作是由结构的破坏引起的。总的变形由结构性粘土的弹性变形、结构面的滑移塑性变形和结构体破损引起的的损伤塑性变形组成。把滑移屈服面看作可以扩大、旋转的运动硬化面,并作为边界面,通过内插塑性模量来描述滑移塑性变形。采用损伤边界面,通过规定加荷或反向加荷产生损伤变形,卸荷不产生损伤变形来描述损伤塑性变形。建立了结构性粘土的边界面砌块体模型,并用试验进行了验证。 展开更多

关键词 结构性粘土 本构模型 边界面 损伤函数 各向异性

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热力耦合边界面模型在COMSOL中的开发应用 被引量：13

3

作者 费康 刘汉龙 +1 位作者 孔纲强 吴宏伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1819-1826,共8页

基于边界面理论的热力耦合模型可以模拟边界面形状和尺寸随温度的变化,能够反映不同超固结比情况下升-降温引起的土体体积变化和温度对剪切特性的影响等土体重要的热力学特性。为了在热-流-固耦合分析中采用热力耦合边界面模型,基于有... 基于边界面理论的热力耦合模型可以模拟边界面形状和尺寸随温度的变化,能够反映不同超固结比情况下升-降温引起的土体体积变化和温度对剪切特性的影响等土体重要的热力学特性。为了在热-流-固耦合分析中采用热力耦合边界面模型,基于有限元软件COMSOL,通过修改内置材料方程、耦合渗流和固体力学控制方程以及添加计算边界面内塑性应变偏微分方程的方法对一热力耦合边界面本构模型进行了二次开发。利用所开发模型,对一维固结问题、常温等向压缩问题、排水条件下等向升-降温问题和不同温度下不排水三轴压缩问题进行了模拟,验证了模型的可靠性和有效性。 展开更多

关键词 温度 本构模型 边界面 COMSOL 二次开发

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考虑颗粒破碎引起级配演变的道砟边界面本构模型 被引量：8

4

作者 殷志祥 高哲 +3 位作者 张建成 孙逸飞 冯瑶 何慧荣 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2669-2675,共7页

道砟即使在低围压下也会产生颗粒破碎,从而改变其原始级配。级配作为道砟的一个重要物理特性,显著地影响着道砟本身物理、力学特性。建立可以反映颗粒破碎引起级配演变的本构模型至关重要。基于Einav的分形破碎指标和土体边界面塑性理论... 道砟即使在低围压下也会产生颗粒破碎,从而改变其原始级配。级配作为道砟的一个重要物理特性,显著地影响着道砟本身物理、力学特性。建立可以反映颗粒破碎引起级配演变的本构模型至关重要。基于Einav的分形破碎指标和土体边界面塑性理论,通过分析道砟三轴试验结果,尝试建立了低围压下可以反映颗粒破碎引起级配演变的道砟边界面本构模型。与试验结果对比发现:模型可以较好地反映道砟在低围压下的应力-应变特性;同时,可以对加载过程中颗粒破碎引起的级配演变进行合理的预测。 展开更多

关键词 道砟 颗粒破碎 级配 边界面 本构模型

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饱和砂土相变状态边界面本构模型 被引量：16

5

作者 张卫华 赵成刚 傅方 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期930-939,共10页

为了很好地描述砂土的应力应变特征,通常利用以临界状态孔隙比为基础的状态参数建立弹塑性本构关系,但是对于密砂排水试验,临界状态参数很难测到。相变状态作为一特征状态,相关参数较容易测得。基于相变状态定义状态参量,并考虑应力诱... 为了很好地描述砂土的应力应变特征,通常利用以临界状态孔隙比为基础的状态参数建立弹塑性本构关系,但是对于密砂排水试验,临界状态参数很难测到。相变状态作为一特征状态,相关参数较容易测得。基于相变状态定义状态参量,并考虑应力诱发的各向异性,建立饱和砂土的边界面本构模型。最后,利用提出的模型参数得到的模拟结果与试验结果相吻合,较好地反映了密砂的应变强化和软化力学特征。 展开更多

关键词 密砂 相变状态 状态参量 剪胀 边界面 本构模型

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循环荷载下非饱和结构性土的边界面模型 被引量：17

6

作者 黄茂松 杨超 崔玉军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期817-823,共7页

基于结构体损伤概念和非饱和土力学,利用边界面塑性理论,提出了一个可以描述循环荷载作用下非饱和土力学特性的弹塑性本构模型。在BBM(Barcelona Basic Model)模型的基础上,利用土的持水曲线建立了常含水率下吸力与土体应力之间的耦合... 基于结构体损伤概念和非饱和土力学,利用边界面塑性理论,提出了一个可以描述循环荷载作用下非饱和土力学特性的弹塑性本构模型。在BBM(Barcelona Basic Model)模型的基础上,利用土的持水曲线建立了常含水率下吸力与土体应力之间的耦合作用关系;通过屈服面的大小的改变来反映土体结构性的变化,建立了与累积塑性应变相关的损伤规律。同时,修正了常用边界面理论中映射准则,引入可移动映射中心的概念,将加载、卸载过程的映射准则进行统一,以反映循环荷载下土体产生的滞回特性。通过与相关文献以及本文的循环三轴试验结果的比较,表明本文模型能够较好地模拟非饱和黄土在循环荷载作用下的力学特性。 展开更多

关键词 非饱和土力学 损伤 循环荷载 边界面 本构模型 试验验证

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粗粒土的分数阶应变率及其与分形维度的关系 被引量：5

7

作者 孙逸飞 沈扬 刘汉龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期297-302,317,共7页

在波浪荷载、潮汐作用下砂土等粗粒土常常经受长期动力变形。运用分数阶微积分理论,分析了5种不同粗粒土在不同加载条件下的累积变形特性及粗粒土的分数阶应变率,传统的整数阶应变率随着加载次数的变化而变化,而粗粒土的分数阶应变率在... 在波浪荷载、潮汐作用下砂土等粗粒土常常经受长期动力变形。运用分数阶微积分理论,分析了5种不同粗粒土在不同加载条件下的累积变形特性及粗粒土的分数阶应变率,传统的整数阶应变率随着加载次数的变化而变化,而粗粒土的分数阶应变率在同一加载条件下保持为常数。通过粗粒土颗粒破碎的分形理论,尝试建立分数阶应变率与土颗粒分布的分形维度之间的关系,分析土体分形维度对分数阶应变率大小的影响,发现随着分形维度的增加,分数阶应变率的数值降低。 展开更多

关键词 粗粒料 分数阶微积分 边界面 临界状态 本构模型

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砂土三维多重机构边界面模型 被引量：3

8

作者 方火浪 沈扬 +1 位作者 郑浩 曾泽斌 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1189-1195,共7页

以土的临界状态和边界面塑性理论为基础,引入状态参数,考虑砂土的剪胀特性,提出一个新型三维多重机构边界面模型。模型将复杂的宏观变形行为分解为一个宏观体应变机构和一系列空间分布的虚拟一维微观剪切机构。每个微观剪切机构包含一... 以土的临界状态和边界面塑性理论为基础,引入状态参数,考虑砂土的剪胀特性,提出一个新型三维多重机构边界面模型。模型将复杂的宏观变形行为分解为一个宏观体应变机构和一系列空间分布的虚拟一维微观剪切机构。每个微观剪切机构包含一个微观剪应力–应变关系和一个微观应力–剪胀关系。利用三轴压缩试验中的应力条件,建立典型宏微观参数之间的关系。模型包含13个参数,多数可通过具有明确物理意义的土性参数来确定。通过对砂土三轴压缩试验和空心圆柱扭剪试验结果的数值模拟,表明模型不但能够合理反映在排水或不排水条件下砂土的硬化及软化特性,而且能在不增加任何参数条件下预测应力主轴旋转产生的变形累积特性和应变增量主轴与应力主轴之间的非共轴特性。 展开更多

关键词 本构模型 边界面 剪胀 状态参数 多重机构

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基于分数阶微积分的粗粒料静动力边界面本构模型 被引量：6

9

作者 孙逸飞 沈扬 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1219-1226,共8页

分数阶微分理论在土体静力黏弹性本构模型中得到了广泛应用,然而,其在动力弹塑性模型中的应用尚不多见。为此,基于分数阶微积分理论分析了粗粒料在循环荷载下的变形特性,提出了粗粒料在循环荷载下的分数阶应变率;并以此为基础,进一步建... 分数阶微分理论在土体静力黏弹性本构模型中得到了广泛应用,然而,其在动力弹塑性模型中的应用尚不多见。为此,基于分数阶微积分理论分析了粗粒料在循环荷载下的变形特性,提出了粗粒料在循环荷载下的分数阶应变率;并以此为基础,进一步建立了粗粒料受静动力荷载作用下的边界面塑性力学本构模型。所提出模型包含10个参数,均可以运用常规三轴试验获得。为了验证所提出模型,选取了几种已有不同文献中的不同粗粒料试验数据进行了模拟,发现,所提出的模型可以较好地模拟粗粒料在静动力加载下的应力-应变行为,对于循环荷载下的长期变形也能较好地预测。 展开更多

关键词 分数阶微积分 边界面 临界状态 本构模型 粗粒料

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基于相变状态的非饱和砂土边界面本构模型 被引量：2

10

作者 张卫华 赵成刚 傅方 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期724-730,891,共7页

低围压下,由于吸力的存在,非饱和砂土相对于饱和砂土在剪切过程中会发生更大的体积变化,即剪胀,在整个应力应变行为中出现明显的剪胀和峰值特征点。基于此,本文基于相变状态定义状态参量β,考虑水力-力学性质耦合,引入模型参数,分别在... 低围压下,由于吸力的存在,非饱和砂土相对于饱和砂土在剪切过程中会发生更大的体积变化,即剪胀,在整个应力应变行为中出现明显的剪胀和峰值特征点。基于此,本文基于相变状态定义状态参量β,考虑水力-力学性质耦合,引入模型参数,分别在一般应力空间和三轴应力空间建立非饱和砂土的边界面本构模型。结果表明:在给定围压下,剪胀随着吸力的增加而增加,并伴随着体积增大,剪切强度提高。 展开更多

关键词 相变状态 非饱和砂土 状态参量 剪胀 边界面 本构模型

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用于流动液化变形分析的临界状态砂土模型 被引量：3

11

作者 明海燕 李相菘 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 2004年第2期126-133,共8页

介绍一个用于流动液化变形分析的临界状态砂土模型.该模型的参量与应力和材料状态无关,模型能自动处理材料因过程发展而产生的各种状态变化.对于一种或几种类似的土,参量一经率定,不论材料初始处在松的可液化状态还是紧的剪胀状态,模型... 介绍一个用于流动液化变形分析的临界状态砂土模型.该模型的参量与应力和材料状态无关,模型能自动处理材料因过程发展而产生的各种状态变化.对于一种或几种类似的土,参量一经率定,不论材料初始处在松的可液化状态还是紧的剪胀状态,模型以统一方式模拟材料从起始阶段近似弹性的响应直到趋于临界状态破坏,包括流动液化在内的全程响应,无需在分析过程中人为干预调整模型参量.作者利用完全耦合有限元分析程序SUMDES2D,以Upper San Fernando土坝在1971年地震中的分析为例,示范该模型在流动液化变形分析中的应用. 展开更多

关键词 塑性投影面 本构模型 完全耦合分析 流动液化 剪胀性 砂土模型 临界状态

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天然软粘土屈服性状的试验研究与本构模拟 被引量：2

12

作者 柳艳华 谢永利 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2014年第3期72-78,共7页

为研究结构性及各向异性对天然软粘土屈服特性的影响,对上海软粘土进行了一系列相关试验,包括一维固结试验、三轴不排水剪切试验以及三轴排水应力路径剪切试验;同时在单面边界面模型框架内,引入考虑结构性及各向异性影响的内变量,建立... 为研究结构性及各向异性对天然软粘土屈服特性的影响,对上海软粘土进行了一系列相关试验,包括一维固结试验、三轴不排水剪切试验以及三轴排水应力路径剪切试验;同时在单面边界面模型框架内,引入考虑结构性及各向异性影响的内变量,建立本构方程。通过对边界面与传统屈服面模型计算结果的对比,证明了边界面模型在模拟天然软粘土屈服性状上具有一定的优势;通过对天然软粘土各种屈服试验结果的模拟,验证了模型的合理性。结果表明:修正后的边界面模型可以更有效地反映天然软粘土的变形特性。 展开更多

关键词 天然软粘土 结构性 各向异性 屈服特性 边界面模型 本构模拟

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循环荷载三面本构模型及与实验结果比较 被引量：1

13

作者 张静 王哲 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期183-188,共6页

为探求形式简洁,参数较少,便于工程应用的循环本构模型,本文基于边界面模型和多面模型理论,建立了一个可描述金属材料三轴循环加载力学行为的三面本构模型.把塑性应变分解成塑性应变1和塑性应变2,塑性应变1对应于一套屈服面-边界面模型... 为探求形式简洁,参数较少,便于工程应用的循环本构模型,本文基于边界面模型和多面模型理论,建立了一个可描述金属材料三轴循环加载力学行为的三面本构模型.把塑性应变分解成塑性应变1和塑性应变2,塑性应变1对应于一套屈服面-边界面模型,塑性应变2对应于一套单屈服面模型.提出了当前应力点与边界面上对偶点之间距离的演变公式,基于一致性条件得出边界面模型中塑性模量的计算与运动硬化准则的联系.采用塑性应变作为硬化参数,应用关联流动法则计算塑性应变.相比于经典的边界面模型,本文模型形式简明;相比于前人修正随动硬化准则模型,本文模型需要的材料参数较少.结合金属稳定材料U71Mn的单轴循环实验结果,对其4种力学行为进行模拟,分析了非对称应力循环下平均应力和应力幅值对稳定材料棘轮效应的影响,以及对称应变循环下材料的最大应变幅值记忆效应.研究结果表明,本文模型的模拟结果与前人文献的实验结果一致性较好,可为研究材料的本构行为提供一条新的途径. 展开更多

关键词 边界面 三面 本构模型 单轴 循环加载 模拟

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堆石料状态相关三维多重机制边界面模型 被引量：2

14

作者 方火浪 蔡云惠 王文杰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2164-2171,共8页

堆石料的应力应变特性与材料的密度、压力等状态密切相关。针对堆石料的变形与强度非线性,在临界状态和边界面弹塑性理论框架内,建立了一个堆石料状态相关三维多重机制边界面模型。模型将复杂的宏观变形行为分解为一个宏观体应变机制和... 堆石料的应力应变特性与材料的密度、压力等状态密切相关。针对堆石料的变形与强度非线性,在临界状态和边界面弹塑性理论框架内,建立了一个堆石料状态相关三维多重机制边界面模型。模型将复杂的宏观变形行为分解为一个宏观体应变机制和一系列空间分布的相互独立虚拟微观剪切机制。每个微观剪切机制包含3个方向的微观剪应力–应变关系和微观应力–剪胀关系。引入一个与密度、压力相关的状态参数,用以统一描述不同状态下堆石料的变形和强度特性。模型包含12个参数,多数具有明确的物理意义。对2种堆石料三轴压缩试验结果进行模拟计算,模型模拟值与试验结果吻合良好,说明模型能够较合理地预测堆石料的应力应变特性。 展开更多

关键词 本构模型 堆石料 边界面 状态参数 多重机制

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堆石料三维边界面模型在FLAC^(3D)中的开发与验证 被引量：4

15

作者 陶惠 陈育民 +1 位作者 肖杨 刘汉龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1801-1808,共8页

堆石料三维边界面模型结合了统一非线性强度准则,可以反映三维应力空间堆石料的应变硬化、软化以及体积收缩和剪胀等传统本构模型难以反映的力学特性。基于三维边界面模型的基本理论,通过FLAC3D提供的二次开发平台,在VC++环境下实现了... 堆石料三维边界面模型结合了统一非线性强度准则,可以反映三维应力空间堆石料的应变硬化、软化以及体积收缩和剪胀等传统本构模型难以反映的力学特性。基于三维边界面模型的基本理论,通过FLAC3D提供的二次开发平台,在VC++环境下实现了三维边界面本构模型的二次开发,并给出基于FLAC3D程序的边界面本构模型开发的关键步骤、编程要点和调试方法。利用开发的本构模型,开展了三轴压缩试验的数值模拟计算,并与理论值进行了对比分析。结果表明,嵌入在FLAC3D中的三维边界面本构模型能够较好地反映设定试验条件下的材料性能,而且三维边界面本构模型模型参数简单,都可从常规三轴试验获得,从而验证了三维边界面模型二次开发程序的优越性与合理性。 展开更多

关键词 堆石料 三维边界面本构模型 FLAC3D 二次开发 验证

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考虑颗粒破碎的钙质砂边界面循环本构模型 被引量：7

16

作者 王兆南 王刚 +1 位作者 叶沁果 查京京 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期886-892,共7页

钙质砂作为一种海洋生物成因的易破碎材料,由其构成的地基在海洋环境下长期受到动荷载的作用,故模拟钙质砂在循环荷载作用下的颗粒破碎及其对应力应变行为的影响具有重要意义。将引起塑性应变和颗粒破碎的机制分解为两种:有效球应力增... 钙质砂作为一种海洋生物成因的易破碎材料,由其构成的地基在海洋环境下长期受到动荷载的作用,故模拟钙质砂在循环荷载作用下的颗粒破碎及其对应力应变行为的影响具有重要意义。将引起塑性应变和颗粒破碎的机制分解为两种:有效球应力增加引起的压缩机制和剪应力比变化引起的剪切机制。压缩机制引起的颗粒破碎可由Hardin公式模拟,为适应复杂应力路径,在Hardin公式的基础上建立了增量型的压缩破碎模型。剪切机制引起的颗粒破碎满足两个"递减率":(1)在每一个单向剪切过程中,颗粒破碎的累积速率总是在单向剪切起始处最大,并随着单向剪应变的增加而减小;(2)在总的剪切过程中,颗粒破碎的累积速率随颗粒破碎量的增大而逐渐减小。在边界面本构模型框架中引入所建立的压缩和剪切破碎模型,通过随颗粒破碎量移动的临界状态线反映颗粒破碎对模量、强度和剪胀等应力应变行为的影响,建立了一个考虑颗粒破碎的循环本构模型。通过对钙质砂的单调和循环三轴试验结果的模拟初步验证了所提出本构模型的合理性。 展开更多

关键词 钙质砂 颗粒破碎 循环荷载 边界面 本构模型

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结构性黄土的临界压力比及其边界面塑性本构模型预测 被引量：3

17

作者 康孝森 廖红建 +1 位作者 黄强兵 霍秉尧 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1469-1480,共12页

结构性黄土的临界状态与初始孔隙比有关,表现出临界状态线不唯一,需通过指标临界压力比反映,而修正剑桥模型及其改进模型预测的临界状态线唯一,这导致结构性黄土的临界状态及应力-应变关系难以被准确预测。针对这一问题,首先基于原状黄... 结构性黄土的临界状态与初始孔隙比有关,表现出临界状态线不唯一,需通过指标临界压力比反映,而修正剑桥模型及其改进模型预测的临界状态线唯一,这导致结构性黄土的临界状态及应力-应变关系难以被准确预测。针对这一问题,首先基于原状黄土三轴不排水剪切试验结果,根据临界压力比的公式,计算得到了不同初始孔隙比条件下指标临界压力比的值,发现原状黄土的临界压力比与初始孔隙比成反比例关系,阐明了其临界压力比的物理力学意义;进一步,在一个考虑临界压力比的边界面塑性本构模型框架下,引入结构性硬化参数以反映原状黄土在等向压缩路径下的结构劣化,通过临界压力比的不同取值来反映临界状态线不唯一,通过耦合塑性偏应变引起结构强度衰减与塑性体变引起结构劣化两个方面充分反映黄土的结构性劣化行为;最后,采用该模型预测了原状黄土三轴不排水剪切行为与等向压缩行为,临界状态、应变软化、应力路径及孔隙水压力预测效果良好。以上结果表明,结构性黄土的临界压力比物理意义明确,且取值方法可靠,本构模型若考虑临界压力比则能切实反映黄土实际的临界状态。上述研究结果对于黄土地区岩土工程问题的数值分析具有重要的理论与实际意义。 展开更多

关键词 黄土 临界压力比 边界面塑性 本构模型 结构性

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一种基于边界面的饱和软黏土弹塑性动本构模型 被引量：3

18

作者 冯双喜 雷华阳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期901-908,I0005,I0006,共10页

弹塑性动本构模型对循环荷载作用下路堤和地基基础的设计具有重要意义,构建兼顾实用性和通用性的动本构模型是目前岩土工程设计面临的主要问题。在临界状态和边界面理论框架下建立了综合表征饱和软黏土循环退化、非线性、滞回和变形累... 弹塑性动本构模型对循环荷载作用下路堤和地基基础的设计具有重要意义,构建兼顾实用性和通用性的动本构模型是目前岩土工程设计面临的主要问题。在临界状态和边界面理论框架下建立了综合表征饱和软黏土循环退化、非线性、滞回和变形累积特性的弹塑性动本构模型。在p’-q空间中,将参数n,ξ引入剑桥边界面方程,提出了反映水滴形和类椭圆形的广义剑桥边界面方程,统一了边界面形状。结合三角形相似原理建立了加载面和屈服面之间映射关系,形成了考虑循环退化模量场。通过常规的室内试验,确定了模型中9个参数。开展了等向循环加载和不等向循环加载的动三轴试验和数值模拟,分析了饱和软黏土应力-应变关系和应力路径,研究结果证明了试验结果与模型预测结果基本一致,模型可合理分析饱和软黏土的循环退化、非线性、应变累积和滞回特性。 展开更多

关键词 饱和软黏土 动本构模型 边界面理论 广义剑桥边界面方程 循环退化

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饱和砂土的三剪弹塑性边界面模型研究(三)——PFC3D数值试验验证 被引量：6

19

作者 胡小荣 蔡晓锋 刘操 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期324-335,共12页

为进一步验证所提饱和砂土三剪弹塑性边界面本构模型的适用性,以南昌地区饱和砂土为研究对象,利用PFC3D颗粒流建立了单调及循环荷载作用下不同含泥量饱和砂土外裹柔性膜的常规三轴和真三轴数值试验模型。常规三轴条件下的室内试验、PFC3... 为进一步验证所提饱和砂土三剪弹塑性边界面本构模型的适用性,以南昌地区饱和砂土为研究对象,利用PFC3D颗粒流建立了单调及循环荷载作用下不同含泥量饱和砂土外裹柔性膜的常规三轴和真三轴数值试验模型。常规三轴条件下的室内试验、PFC3D模拟及理论模型间的结果对比验证了3者之间在固结排水时土的偏应力与轴向应变、轴向应变与体应变,以及固结不排水时土的偏应力与轴向应变、轴向应变与孔隙水压力之间的关系均具有较好的一致性,达到了可以进行数值试验的程度,表明所建PFC3D模型可以代替各种复杂加载条件下的饱和砂土室内试验。另外,将PFC3D真三轴固结不排水数值试验和理论模型间的结果作了对比,研究了不同含泥量饱和砂土的中间主应力影响问题。其中,在静真三轴固结不排水条件下,单调荷载下的PFC3D模拟与中间主应力影响系数b=0.5时的理论曲线整体吻合均较好,其曲线误差在轴向变形前期基本保持5%以内;在后续的动真三轴边界面理论模型验证时,循环荷载下的理论模型计算均采用了b=0.5。在动真三轴固结不排水条件下,PFC3D数值模拟和理论计算结果在应力-应变、循环次数-孔隙水压力关系曲线也比较吻合,含泥量越多应变发展速度越快、动剪切模量更小、滞回圈面积更大,孔隙水压的振动幅值和绝对值都随之变大。 展开更多

关键词 饱和砂土 三剪弹塑性边界面本构模型 PFC3D数值试验 单调荷载 循环荷载

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