岩土力学 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (10): 3945-3950.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0259

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于修正应力法的横观各向同性摩尔-库仑 准则及被动土压力公式

田 雨1,姚仰平2,路德春1,杜修力1   

  1. 1. 北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京 100124;2. 北京航空航天大学 交通科学与工程学院,北京 100083
  • 收稿日期:2019-01-28 出版日期:2019-10-11 发布日期:2019-10-20
  • 通讯作者: 杜修力,男,1962年生,博士,教授,博士生导师,主要从事地震工程领域的研究。E-mail: duxiuli@bjut.edu.cn E-mail:tianyu@bjut.edu.cn
  • 作者简介:田雨,男,1992年生,博士,主要从事土的本构理论及数值计算方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51778026,No. 51538001);中国博士后科学基金(No. 2018M641137);北京市博士后工作经费资助项目(No. ZZ2019-102)。

Cross-anisotropic Mohr-Coulomb criterion and formula of passive earth pressure based on modified stress method

TIAN Yu1, YAO Yang-ping2, LU De-chun1, DU Xiu-li1   

  1. 1. Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. School of Transportation Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100083, China
  • Received:2019-01-28 Online:2019-10-11 Published:2019-10-20
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51778026, 51538001), the China Postdoctoral Science Foundation (2018M641137) and the Beijing Postdoctoral Research Foundation (ZZ2019-102).

摘要: 采用修正应力法考虑各向异性对土的抗剪强度的影响,该方法引入组构张量调整不同方向应力分量的相对大小,使得各向异性土在修正应力空间中等效成各向同性土。用修正应力张量代替真实应力张量,就能将摩尔-库仑强度准则发展至横观各向同性,公式的形式不发生改变,强度参数仍为与加载方向无关的常量。通过对比根据3种不同的修正应力公式得到的内摩擦角与加载方向的关系曲线,分析了组构值对内摩擦角变化规律的影响,在偏平面上绘出了连续规则的强度包线,并预测了不同各向异性岩土类材料的三轴压缩和真三轴试验结果。最后,根据横观各向同性摩尔-库仑准则计算水平沉积地层中挡土墙上的被动土压力,得到了简洁的显式表达式,验证了修正应力法的实用性。

关键词: 土, 各向异性, 强度准则, 修正应力法, 被动土压力

Abstract: The modified stress method is adopted in this paper to consider the effect of anisotropy on soil strength. This method introduces the fabric tensor to adjust the relative magnitudes of stress components in different directions, so that anisotropic soil can be equivalent to isotropic soil in the modified stress space. By substituting the modified stress tensor for the ordinary stress tensor, the Mohr-Coulomb strength criterion can be developed to be cross-anisotropic. The form of the criterion remains unchanged, while strength parameters are still constant and independent of the loading direction. This paper compares the relation curves between the internal friction angle and the loading direction according to three different modified stress formulas and analyzes the effect of fabric on the variation of the internal friction angle. Continuous and regular failure envelops are drawn in the deviatoric plane. Meanwhile, triaxial compression and true triaxial test results of different anisotropic geomaterials are predicted. Finally, the cross-anisotropic Mohr-Coulomb criterion is used to calculate the passive earth pressure on the retaining wall in the horizontally sedimentary stratum. The obtained expression is simple and explicit, which verifies the practicability of the modified stress method.

Key words: soils, anisotropy, failure criterion, modified stress method, passive earth pressure

中图分类号: 

  • TU432
[1] 张虎元, 赵秉正, 童艳梅, . 混合型缓冲砌块导热性能及其均匀性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 1-8.
[2] 秦爱芳, 胡宏亮. 碱性溶液饱和高庙子钙基膨润土膨胀特性及预测[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 123-131.
[3] 周翠英, 梁彦豪, 刘春辉, 刘镇, . 天然红层风化土成膜试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 132-138.
[4] 桂跃, 吴承坤, 赵振兴, 刘声钧, 刘锐, 张秋敏. 微生物分解有机质作用对泥炭土工程性质的影响[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 147-155.
[5] 郑方, 邵生俊, 佘芳涛, 袁浩, . 重塑黄土在不同基质吸力下的真三轴剪切试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 156-162.
[6] 刘杰, 杨玉婳, 姚海林, 卢正, 岳婵, . 基于不同改性方法的分散性黏土处治试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 163-170.
[7] 徐超, 罗敏敏, 任非凡, 沈盼盼, 杨子凡. 加筋土柔性桥台复合结构抗震性能的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 179-186.
[8] 李超, 李涛, 荆国业, 肖玉华. 竖井掘进机撑靴井壁土体极限承载力研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 227-236.
[9] 鲍宁, 魏静, 陈建峰. 桩承式路堤土拱效应三维离散元分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 347-354.
[10] 褚峰, 张宏刚, 邵生俊, 邓国华. 人工合成类废布料纤维纱加筋黄土力学变形性质及抗溅蚀特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 394-403.
[11] 李丽华, 余肖婷, 肖衡林, 马强, 刘一鸣, 杨 星, . 稻壳灰加筋土力学性能研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2168-2178.
[12] 谈云志, 胡焱, 曹玲, 邓永锋, 明华军, 沈克军, . 偏高岭土协同石灰钝化红黏土水敏性的机制[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2207-2214.
[13] 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.
[14] 杨志浩, 岳祖润, 冯怀平, . 非饱和粉土路基内水分迁移规律试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2241-2251.
[15] 张小玲, 朱冬至, 许成顺, 杜修力, . 强度弱化条件下饱和砂土地基中桩−土 相互作用p-y曲线研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2252-2260.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!