›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (9): 2669-2675.doi: 10.16285/j.rsm.2017.09.026

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

考虑颗粒破碎引起级配演变的道砟边界面本构模型

殷志祥1,高 哲1,张建成2,孙逸飞3,冯 瑶4,何慧荣5   

  1. 1. 辽宁工程技术大学 研究生学院,辽宁 阜新 123000;2. 江苏科技大学(张家港校区)船舶与建筑工程学院,江苏 张家港 215600; 3. 卧龙岗大学 土木、采矿与环境工程学院,卧龙岗 澳大利亚;4. 锦州市开发区财政投资评审中心,辽宁 锦州 121000; 5. 鹤壁职业技术学院 建筑设计与工程学院,河南 鹤壁 458030
  • 收稿日期:2015-10-24 出版日期:2017-09-11 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 张建成,男,1984年生,博士,主要从事岩土工程方面的研究工作。E-mail: zjc15951087073@126.com E-mail: 423324723@qq.com
  • 作者简介:殷志祥,男,1962年生,博士,教授,主要从事结构分析和大跨度空间结构方向的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No.51078059,No.51178078)。

Boundary surface model for railway ballast considering gradation evolution caused by particle breakage

YIN Zhi-xiang1, GAO Zhe1, ZHANG Jian-cheng2, SUN Yi-fei3, FENG Yao4, HE Hui-rong5   

  1. 1. Graduate School of Liaoning Technical University, Fuxin, Liaoning 123000, China; 2. School of Naval Architecture and Civil Engineering, Jiangsu University of Science and Technology, Zhangjiagang, Jiangsu 215600, China; 3. School of Civil, Mining and Environmental Engineering, University of Wollongong, Wollongong City, Australia; 4. Financial Investment Review Center of Development Zones in Jinzhou, Jinzhou, Liaoning 121000, China; 5. School of Architectural Design Engineering, Hebi Polytechnic, Hebi, Henan 458030, China
  • Received:2015-10-24 Online:2017-09-11 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51078059, 51178078).

摘要: 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。

关键词: 道砟, 颗粒破碎, 级配, 边界面, 本构模型

Abstract: Particle breakage can occurs within railway ballast under relatively lower confining pressure, resulting in a change in the particle gradation. Gradation significantly influences the physical and mechanical characteristics of ballast. There is an increasingly urgent need for constitutive modeling of ballast for the prediction of gradation evolution under loading conditions. Based on the triaxial test results of ballast, a boundary surface model for ballast under relatively lower confining pressure is developed by employing the fractal breakage index defined by Einav and the theory of boundary surface plasticity. By the comparisons of experimental results, it is shown that the proposed model can well indicate the stress-strain behavior of coarse aggregate under low confining pressure, and provides a reliable prediction of gradation evolution caused by particle breakage during loading.

Key words: ballast, particle breakage, gradation, bounding surface, constitutive model

中图分类号: 

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[1] 孟庆彬, 王杰, 韩立军, 孙稳, 乔卫国, 王刚, . 极弱胶结岩石物理力学特性及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 19-29.
[2] 王翔南, 郝青硕, 喻葭临, 于玉贞, 吕禾. 基于扩展有限元法的大坝面板脱空三维模拟分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 329-336.
[3] 高玮, 胡承杰, 贺天阳, 陈新, 周聪, 崔爽, . 基于统计强度理论的破裂岩体本构模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2179-2188.
[4] 朱剑锋, 徐日庆, 罗战友, 潘斌杰, 饶春义, . 考虑固化剂掺量影响的镁质水泥固化土 非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2224-2232.
[5] 徐东升, 黄明, 黄佛光, 陈成. 不同级配珊瑚砂水泥胶结体的破坏行为分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1531-1539.
[6] 褚福永, 朱俊高, 翁厚洋, 叶洋帆. 粗粒料级配缩尺后最大干密度试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1599-1604.
[7] 吴二鲁, 朱俊高, 王龙, 陈鸽, . 粗粒料的单参数级配方程及其适用性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 831-836.
[8] 杨高升, 白冰, 姚晓亮, . 高含冰量冻土路基融化固结规律研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1010-1018.
[9] 金青, 王艺霖, 崔新壮, 王成军, 张珂, 刘正银, . 拉拔作用下土工合成材料在风化料-废弃轮胎 橡胶颗粒轻质土中的变形行为研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 408-418.
[10] 邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[11] 李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土 的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[12] 程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展 剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[13] 李小刚, 朱长歧, 崔翔, 张珀瑜, 王睿, . 含碳酸盐混合砂的三轴剪切试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 123-131.
[14] 吴二鲁, 朱俊高, 郭万里, 陆阳洋. 基于级配方程的粗粒料压实特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 214-220.
[15] 何鹏飞, 马巍, 穆彦虎, 黄永庭, 董建华, . 黄土−砂浆块界面剪切特性试验及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 82-90.
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