鄧肯-張模型參數(shù)求取.docx

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1、(1)根據(jù)鄧肯等人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算參數(shù)a、b:b=1σ1-σ3ult=ε1σ1-σ395%-ε1σ1-σ370%ε195%-ε170%計(jì)算得到表一如下。表一圍壓(kpa)σ1-σ3fσ1-σ395%ε195%σ1-σ370%ε170%bσ1-σ3ultaRf100289.4274.930.02338202.580.010310.0026126382.765.09E-050.756079300805.8765.510.03176564.060.011960.0010245976.082.12E-050.8255495001323.91257

2、.710.03397926.730.012920.00062081610.821.39E-050.821882對Rf取平均值可得:又因?yàn)閍為起始變形模量Ei的倒數(shù),即Ei=1a可得表二,并繪制lg(Ei/Pa)與lg(σ3/Pa)的試驗(yàn)關(guān)系圖如圖一所示。表二圍壓(kpa)aEilg(Ei/Pa)lg(σ3/Pa)1005.09E-0519648.884582.287299947-0.0060379553002.12E-0547162.207362.6675561680.471083305001.39E-0571728.328172.8496

3、527540.692932049圖一:承德中密砂l(fā)g(Ei/Pa)與lg(σ3/Pa)的試驗(yàn)關(guān)系圖對圖一中的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行擬合,得到lg(Ei/Pa)與lg(σ3/Pa)的直線關(guān)系:y=0.8033x+2.2914.根據(jù)公式:Ei=Kpaσ3pan可知K、n分別代表lg(Ei/Pa)與lg(σ3/Pa)直線的截距和斜率,故可得K=2.2914;n=0.8033。E-ν法在常規(guī)三軸試驗(yàn)中,軸向應(yīng)變ε1與側(cè)向應(yīng)變—ε3之間也存在雙曲線關(guān)系,經(jīng)變換之后可得如下公式:-ε3ε1=f-Dε3由上式知—ε3/ε1與—ε3為直線關(guān)系,但實(shí)際上,二者并不是嚴(yán)格

4、的直線關(guān)系,需先對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行取舍,然后選取某一區(qū)間進(jìn)行擬合。本文中選取試驗(yàn)曲線的后半部分進(jìn)行擬合,得到不同圍壓下相應(yīng)的擬合曲線,如下圖所示。圖二:—ε3/ε1與—ε3關(guān)系曲線對應(yīng)不同圍壓下的擬合曲線分別為:σ3=100kpa時,y=2.8211x+0.4719;σ3=300kpa時,y=2.8809x+0.4381;σ3=500kpa時,y=3.258x+0.4177.f和D分別為—ε3/ε1與—ε3直線的截距和斜率,結(jié)果如下表所示。表三圍壓(kpa)Df1002.82110.47193002.88090.43815003.2580.41

5、77對D取平均值可得:D=2.9867.又因?yàn)棣蚷=f=G-Flg(σ3/Pa)故可做νi—lg(σ3/Pa)關(guān)系曲線如下所示。圖三:νi—lg(σ3/Pa)關(guān)系曲線G和F分別為νi—lg(σ3/Pa)線性關(guān)系曲線的截距和斜率絕對值,由上圖可知:G=0.4721;F=0.0765.E-B法:E-B法中引入體變模量B代替切線泊松比νt,即B=Et31-2νt根據(jù)鄧肯等人的經(jīng)驗(yàn)公式:B=?p?εv=σ1-σ370%3εv70%其中,σ1-σ370%與εv70%為σ1-σ3達(dá)到70%σ1-σ3f時的偏差應(yīng)力和體應(yīng)變的試驗(yàn)值.計(jì)算結(jié)果如下.表四圍壓

6、(kpa)(σ1-σ3)f(70%)εv(70%)Blg(σ3/Pa)lg(B/Pa)100202.580.0022330281.01644-0.0060379552.475132494300564.060.0032957148.936170.47108332.750970195500926.730.0034789023.054760.6929320492.943464538試驗(yàn)表明B與σ3在雙對數(shù)坐標(biāo)上近似為一直線,B=Kbpaσ3pam變換之后有:lgBpa=lgKb+mlgσ3pa其中,lgKb和m分別為lgBpa與lgσ3pa直線關(guān)

7、系的截距和斜率.由lgBpa與lgσ3pa關(guān)系曲線(圖四)擬合得到擬合直線為y=1.5089x—3.723.進(jìn)而可得:m=1.5089;Kb=0.000189.圖四:lgBpa與lgσ3pa關(guān)系曲線

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