岩土材料的各向异性强度准则

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (S1): 15-19.

岩土材料的各向异性强度准则

高智伟¹，赵吉东¹，姚仰平²

1. 香港科技大学土木与环境工程系，香港九龙；2. 北京航空航天大学土木工程系，北京 100191

收稿日期:2010-12-14 出版日期:2011-05-15 发布日期:2011-05-16
通讯作者: 赵吉东，男，1975年生，助理教授，博士生导师，主要从事岩土材料的本构特性研究。E-mail：jzhao@ust.hk E-mail:gzwce@ust.hk
作者简介:高智伟，男，1983年生，博士研究生，主要从事岩土材料本构模型方面的研究
基金资助:
香港研究资助局优配研究金项目（No. 623609）

An anisotropic failure criterion for geomaterials

GAO Zhi-wei¹, ZHAO Ji-dong¹, YAO Yang-ping²

1. Department of Civil and Environmental Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, China; 2. Department of Civil Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China

Received:2010-12-14 Online:2011-05-15 Published:2011-05-16

摘要/Abstract

摘要： 岩土材料的强度往往表现出很强的各向异性，而已有的各向同性强度准则不能够描述这一特性。提出一个岩土材料的各向异性强度准则。为了描述材料的各向异性，引入了一个由应力张量和组构张量的联合不变量表达的各向异性参数。该参数可以描述加载方向和材料组构方向的夹角。强度准则是基于材料在子午面和偏平面上的破坏特性而建立的，这为描述广义的材料强度各向异性提供了方便。与原各向同性强度准则相比，各向异性强度准则只引入了两个新的模型参数，而且所有的模型参数都可以通过常规的室内试验结果确定。该准则的预测结果与砂土、黏土、天然黏土和岩石的试验结果比较表明，它能够很好地描述岩土材料强度的各向异性

关键词: 各向异性, 岩土材料, 强度准则, 真三轴试验

Abstract: The strength of geomaterials is strongly influenced by their fabric anisotropy, which can not be characterized by the isotropic failure criterion reasonably. A general anisotropic failure criterion is proposed. To characterize relative orientation between the loading direction and material fabric, an anisotropic variable expressed by the joint invariants of the stress tensor and fabric tensor is introduced. The failure criterion is developed based on the failure characteristics of geomaterials in both the meridian plane and deviatoric plane, which leads to a general three-dimensional description of strength anisotropy. Compared with the isotropic failure criterion, only two new parameters are introduced in the anisotropic one. All the model parameters can be readily calibrated based on the conventional laboratory tests. Comparison between the model predictions with the test results on sand, clay, natural clay as well as rock demonstrates that the new criterion can characterize the strength anisotropy of geomaterials in a reasonable manner.

Key words: anisotropy, geomaterials, failure criterion, true triaxial tests

中图分类号:

TU 443

高智伟，赵吉东，姚仰平. 岩土材料的各向异性强度准则[J]. , 2011, 32(S1): 15-19.

GAO Zhi-wei, ZHAO Ji-dong, YAO Yang-ping. An anisotropic failure criterion for geomaterials[J]. , 2011, 32(S1): 15-19.

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