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《基于劍橋模型的砂土剪脹模型.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第32卷第1期北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)Vol.32No.12008年2月JOURNALOFBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYFeb.2008文章編號(hào):16730291(2008)01004905基于劍橋模型的砂土剪脹模型遲明杰,趙成剛(北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京100044)摘要:對(duì)于中密砂和密砂,剪脹現(xiàn)象是一個(gè)比較顯著的特征,相變線是描述剪脹現(xiàn)象的一條特征線,相變線比較容易確定.本文在已有彈塑性模型基礎(chǔ)上,對(duì)硬化參數(shù)進(jìn)行修正,并引入與相
2、變線相關(guān)的狀態(tài)參量,建立了一個(gè)新的剪脹性砂土本構(gòu)模型.該模型尤其適合于中密砂和密砂,對(duì)于松砂則退化為原彈塑性模型.模型包含9個(gè)材料參數(shù),參數(shù)比較容易確定.數(shù)值模擬結(jié)果能較好的描述砂土的主要特性.關(guān)鍵詞:巖土工程;砂土;本構(gòu)模型;硬化參數(shù);相變線;狀態(tài)參量中圖分類號(hào):TU4113文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ADilatantModelofSandBasedontheCamClayModelCHIMingjie;ZHAOChenggang(SchoolofCivilEngineeringandArchitect
3、ure,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Dilatantphenomenonisoneofthekeyfeaturesofmediumdensesandanddensesand,andphasetransitionlinecanbeusedtodescribethisphenomenon.BasedontheCamClaymodel,anelasticplasticmodelisproposed.Tocharacte
4、rthedilatantbehaviorofsandcorrectly,afunctionmodifyingthehardeningparameterisintroduced,andastateparameterinvolvingthevoidratioofphasetransitionissuggested.Themodelincludes9parameters,whichcanbeeasilydetermined.Theprincipalbehaviorsofmediumdensesandan
5、ddensesandhavebeenpreciselyrepresented.Keywords:geotechnicalengineering;sand;constitutivemodel;hardeningparameter;phasetransitionline;stateparameter[1]剪脹性是巖土材料的基本特性之一.英國(guó)劍界狀態(tài)理論,在已有的彈塑性模型基礎(chǔ)上引入與相橋大學(xué)的Roscoe等人基于飽和正常固結(jié)土和重塑變點(diǎn)相關(guān)的狀態(tài)參量,提出一個(gè)能夠較好反應(yīng)巖土[2][3]土試驗(yàn),提出了
6、Camclay彈塑性模型和修正劍材料剪脹性的彈塑性本構(gòu)模型.[45]橋模型,該模型是反映壓硬性和剪縮性最簡(jiǎn)單、1狀態(tài)參量及硬化參數(shù)的確定物理意義最明確的彈塑性模型之一.劍橋彈塑性模型能夠比較成功的描述正常固結(jié)土的一些重要特11砂土臨界狀態(tài)線性,但卻無(wú)法恰當(dāng)?shù)拿枋鲋忻芗懊軐?shí)砂土相變后的Roscoe等人的試驗(yàn)研究表明,重塑黏土的臨界[69]剪脹特性.對(duì)于剪脹性材料,其應(yīng)力應(yīng)變曲線上狀態(tài)線在elgp(孔隙比有效應(yīng)力)平面上為直線,都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)特征點(diǎn),即體積由剪縮向剪脹過渡的然而對(duì)于砂土等
7、無(wú)黏性土,由于材料成分以及組構(gòu)點(diǎn),該點(diǎn)處體應(yīng)變?cè)隽繛榱?是土體變形過程中最密與黏性土不同,必然影響應(yīng)力應(yīng)變曲線.研究者早[10][1113]實(shí)的狀態(tài),即相變點(diǎn),利用相變點(diǎn)能夠反映密實(shí)就發(fā)現(xiàn)臨界狀態(tài)線在elgp平面上并非直線.砂土初始階段和以后的體變特性.本文作者基于臨Li等人(1998)在對(duì)早期文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上,認(rèn)為砂收稿日期:20061106基金項(xiàng)目:北京市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(8052015)作者簡(jiǎn)介:遲明杰(1978),男,山東青島人,博士生.email:03115049@jtu.e
8、du.cn北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)第32卷50土的臨界狀態(tài)線在e(p)平面上近似為直線,建pap=c-!e-e0?,議采用如下的基本形式作為砂土的臨界孔隙比計(jì)算pmin[14]公式其中:當(dāng)e-e0>0時(shí)!e-e0?=e-e0;當(dāng)e-e0p#0時(shí)!e-e0?=0.ec=e-c(1)paVerdugo(1996)給出了砂土在不排水時(shí)三軸試式中:e,c,為材料常數(shù);pa為單位大氣壓,通常驗(yàn)的結(jié)果
