›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (S1): 230-235.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于临界状态模型的砂土非共轴本构模拟

扈 萍1,茂松2, 3,马少坤4,秦会来5   

  1. 1. 济南大学 土木建筑学院,济南 250022;2. 同济大学 地下建筑与工程系; 上海 200092; 3. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;4. 广西大学 土木建筑工程学院,南宁 530004; 5. 中国水利水电科学研究院 岩土工程研究所,北京 100048
  • 收稿日期:2011-11-12 出版日期:2011-05-15 发布日期:2011-05-16
  • 作者简介:扈萍,女,1980年生,讲师,博士,主要从事岩土本构理论的研究
  • 基金资助:

    济南大学博士基金(No. XBS0915)

Non-coaxial constitutive modeling of sands based on critical state model

HU Ping1, HUANG Mao-song2, 3, MA Shao-kun4, QIN Hui-lai5   

  1. 1. School of Civil Engineering and Architecture, University of Jinan, Jinan 250022, China; 2. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3 Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China; 4. College of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning 530004, China; 5. Department of Geotechnical Engineering, China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100048, China
  • Received:2011-11-12 Online:2011-05-15 Published:2011-05-16

摘要:

传统的砂土本构理论隐含了应力和塑性应变率的共轴条件,无法客观描述主应力轴旋转试验中的非共轴现象,并且当密度和围压变化较大时也不适用。基于材料状态相关砂土临界状态概念,将Pietruszczak和Stolle所提出的砂土本构模型进行了改进,并在模型中引入非共轴塑性流动理论来描述非共轴现象。通过对单剪试验和空心圆柱试验进行数值模拟,表明基于临界状态理论的非共轴模型能够合理描述主应力轴旋转过程中砂土的非共轴变形特性

关键词: 临界状态, 非共轴, 单剪, 空心圆柱, 数值模拟

Abstract:

Classical coaxial plasticity constitutive models implicate an inevitable limitation that directions for principal stress and that for principal plastic strain rate are always coaxial; so they are not capable of simulating non-coaxial phenomena during the rotation of principal stress axis. And they are not suitable for the conditions which the density of the sand and the confining pressure are changed on a large scale. In this paper, the sand model put forward by Pietruszczak and Stolle(1987) is modified based on the existing state-dependent critical state conception of sand; and the non-coaxial plasticity theory is introduced to describe the non-coaxial behavior under principal axes rotation. With a series of numerical simulations of simple shear and hollow cylindrical torsional shear tests, it is shown that the non-coaxial model combined with critical state theory is able to simulate successfully the non-coaxial behavior of sands subjected to principal stress axis rotation

Key words: critical state, non-coaxial, simple shear, hollow cylinder, numerical simulation

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[1] 李翻翻, 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 基于塑性损伤的黏土岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 132-140.
[2] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[3] 郭院成, 李明宇, 张艳伟, . 预应力锚杆复合土钉墙支护体系增量解析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 253-258.
[4] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[5] 刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
[6] 金爱兵, 刘佳伟, 赵怡晴, 王本鑫, 孙浩, 魏余栋, . 卸荷条件下花岗岩力学特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 459-467.
[7] 韩征, 粟滨, 李艳鸽, 王伟, 王卫东, 黄健陵, 陈光齐, . 基于HBP本构模型的泥石流动力过程SPH数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 477-485.
[8] 吴锦亮, 何吉, . 岩质边坡动态开挖模拟的复合单元模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 535-540.
[9] 吴凤元, 樊赟赟, 陈剑平, 李军, . 基于不同侵蚀模型的高速崩滑碎屑 流动力过程模拟分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3236-3246.
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[11] 张凌凯, 王睿, 张建民, 唐新军, . 考虑颗粒破碎效应的堆石料静动力本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2547-2554.
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[13] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2239-2246.
[14] 余良贵, 周建, 温晓贵, 徐杰, 罗凌晖, . 利用HCA研究黏土渗透系数的标准探索[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2293-2302.
[15] 张 聪, 梁经纬, 阳军生, 曹 磊, 谢亦朋, 张贵金, . 堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1507-1514.
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[1] 刘豆豆,陈卫忠,杨建平,谭贤君,周喜德. 脆性岩石卸围压强度特性试验研究[J]. , 2009, 30(9): 2588 -2594 .
[2] 孙 萍,彭建兵,殷跃平,吴树仁. 黄土拉伸试验及其破裂过程仿真分析[J]. , 2010, 31(2): 633 -637 .
[3] 张先伟,王常明,李军霞,马栋和,陈多才. 蠕变条件下软土微观孔隙变化特性[J]. , 2010, 31(4): 1061 -1067 .
[4] 贾 强,应惠清,张 鑫. 锚杆静压桩技术在既有建筑物增设地下空间中的应用[J]. , 2009, 30(7): 2053 -2057 .
[5] 路军富,王明年,贾媛媛,喻 渝,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道二次衬砌施作时机研究[J]. , 2011, 32(3): 843 -848 .
[6] 党发宁 ,梁昕宇 ,田 威 ,陈厚群. 混凝土随机骨料模型尺寸效应的细观数值分析[J]. , 2009, 30(S2): 518 -523 .
[7] 王成华,安建国. 含扩径桩的群桩基础竖向承载性状数值分析[J]. , 2011, 32(S2): 580 -585 .
[8] 方 焘 ,刘新荣 ,耿大新 ,罗 照 ,纪孝团 ,郑明新 . 大直径变径桩竖向承载特性模型试验研究(I)[J]. , 2012, 33(10): 2947 -2952 .
[9] 黄俊宇 ,徐松林 ,王道荣 ,胡时胜 . 脆性颗粒材料的动态多尺度模型研究[J]. , 2013, 34(4): 922 -932 .
[10] 胡万雨 ,陈向浩 ,林 江 ,况磊强 . 瀑布沟水电站砾石土心墙初次蓄水期原位钻孔渗流试验研究[J]. , 2013, 34(5): 1259 -1263 .