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1、基于擾動(dòng)狀態(tài)理論的非線性彈性模型研究[關(guān)鍵詞]擾動(dòng)狀態(tài)理論；擾動(dòng)函數(shù)；非線性彈性模型[摘要]在工程施工過(guò)程中，不可避免地會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生擾動(dòng)，使得土體性狀不斷發(fā)生變化。顯然用天然狀態(tài)下的原狀土的物理力學(xué)特性來(lái)描述受施工擾動(dòng)影響的土體性狀是不合理的。本文在前人的研究基礎(chǔ)上，基于擾動(dòng)狀態(tài)概念理論(DisturbedStateConcept,縮寫(xiě)為DSC)，以砂土相對(duì)密實(shí)度為擾動(dòng)參量，對(duì)Duncan-Chang模型中影響顯著的參數(shù)K和峰值強(qiáng)度(或參數(shù)M)進(jìn)行了修正，進(jìn)而建立了砂土擾動(dòng)函數(shù)。最后，建立了基于DSC理論的改
2、進(jìn)Duncan-Chang模型。改進(jìn)的Duncan-Chang模型涵蓋了砂土物理參數(shù)對(duì)砂土性狀的貢獻(xiàn)，可以在很大程度上反映土體強(qiáng)度和變形的本質(zhì)。因此，基于DSC理論的改進(jìn)Duncan-Chang模型具有較為廣泛的應(yīng)用前景。[中圖分類號(hào)]TU431[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]StudyonNonlinearElasticConstitutiveModelsBasedonDisturbedStateConceptTheoryKeywords：disturbedstateconcept；disturbedfunct
3、ion；nonlinearelasticmodelAbstract：Theinevitabledisturbanceofsoilwithinconstructionswillchangethepropertyofsoil.Obviously,usingthephysicalandmechanicalpropertyofsoilundernaturalstatetodescribethedisturbedsoilisunreasonable.TheresearchthatbasedontheDSCtheory(
4、DisturbedStateConcept)usedtherelativedensityDrtomodifytheparameterKandpeakintensity(orparameterM)whichweresignificantinDuncan-Changmodelandthenestablishedthefunctionfordisturbedsandysoil.Finally,themodifiedDuncan-ChangmodelbasedonDSCtheoryisestablished.Them
5、odifiedDuncan-ChangmodelwhichconsideredtheeffectofphysicalparameterDrofsandsoilcantoalargeextentreflectthenaturalstrengthanddeformationofsoil.Therefore,theprospectofmodifiedDuncan-Changmodeliswider.1引言------------------------------[基金項(xiàng)目]南昌航空大學(xué)研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目“盾構(gòu)隧道
6、施工擾動(dòng)影響預(yù)測(cè)及控制技術(shù)研究”(YC2010016)[作者簡(jiǎn)介]×××，主要研究方向：隧道及地下工程。21世紀(jì)是人類開(kāi)發(fā)利用地下空間的時(shí)代[1,2]，土力學(xué)等相關(guān)問(wèn)題的發(fā)展將極大影響著人類對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)利用的程度。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市建筑物越來(lái)越密集，地下環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，給地下工程施工帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。施工不可避免地對(duì)周圍土體產(chǎn)生擾動(dòng)影響，同時(shí)也引起諸多土工環(huán)境問(wèn)題，因而，對(duì)施工擾動(dòng)的研究顯得越來(lái)越重要。由于施工擾動(dòng)的方式是千變?nèi)f化、錯(cuò)綜復(fù)雜，且施工擾動(dòng)對(duì)周圍土體工程性質(zhì)的影響程度和擾動(dòng)范圍也各不相同
7、。通常測(cè)定的力學(xué)參數(shù)只能反映土體在特定狀態(tài)下的性狀，無(wú)法描述其在工程施工全過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化。研究表明:基坑、隧道等工程事故的主要原因之一就是對(duì)受擾動(dòng)土的性質(zhì)以及對(duì)施工中土-結(jié)構(gòu)共同作用的發(fā)展過(guò)程認(rèn)識(shí)不足，簡(jiǎn)單利用傳統(tǒng)土力學(xué)的理論與方法，用天然狀態(tài)下的原狀土的物理力學(xué)特性來(lái)描述受施工擾動(dòng)影響的土體性狀，從而造成許多巖土工程的失穩(wěn)與破壞，給工程建設(shè)與周圍環(huán)境帶來(lái)很大危害[3]。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)工程施工過(guò)程中土體的強(qiáng)度和變形特性，關(guān)鍵是要建立合理的本構(gòu)模型。然而，現(xiàn)有的本構(gòu)模型很大程度上僅僅反映了土體力學(xué)性狀，沒(méi)有涉及土體
8、物理性質(zhì)，而且相應(yīng)的模型參數(shù)往往變化很大。許多學(xué)者對(duì)土體擾動(dòng)理論進(jìn)行了研究：孫鈞等[4]對(duì)軟土受施工擾動(dòng)的諸因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究；張慶賀等[5,6]探討了盾構(gòu)推進(jìn)引起的周圍土體擾動(dòng)破壞機(jī)制；張孟喜等[7]則通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)受強(qiáng)夯擾動(dòng)的黃土的工程特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并劃分了不同的擾動(dòng)區(qū)；王景春等[8,9]基于擾動(dòng)狀態(tài)理論，對(duì)施工擾動(dòng)狀態(tài)下土體性狀進(jìn)行了研究。因此，不論從理論發(fā)展上，還是從實(shí)際工程需求上來(lái)看
