›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (5): 871-876.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

一种基于热力学原理的密砂模型

秦理曼,迟世春,林 皋   

  1. 大连理工大学 土木水利学院及海岸与近海工程国家重点实验室,大连 116024
  • 收稿日期:2005-06-06 出版日期:2007-05-10 发布日期:2013-09-10
  • 作者简介:秦理曼,女,1977年生,博士研究生,主要从事本构关系模型研究
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 50479057)。

A dense sand model based on thermomechanics principle

QIN Li-man, CHI Shi-chun, LIN Gao   

  1. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
  • Received:2005-06-06 Online:2007-05-10 Published:2013-09-10

摘要: 从热力学定律出发,利用自由能函数和耗散函数,通过严格的理论推导得到屈服函数、流动法则和硬化规律。在临界状态模型的框架内,将基于热力学基础的各向异性模型和特定的旋转硬化规律结合起来,提出了一种新的处理方法用来模拟密砂在三轴试验中的变形曲线。给定多组模型参数,计算排水和不排水三轴试验,并简单讨论了模型参数对曲线规律的影响,结果表明这种方法是有效的。通过屈服面在变形不同阶段采用不同的旋转方向,能够考虑密砂的复杂试验曲线特征,又由模型的热力学基础保证了屈服面和剪胀函数的协调。这种方法确定的模型结构严密,适应性强,可以描述大范围土体的特性,且简单易于使用。

关键词: 密砂, 热力学, 弹塑性模型, 三轴试验

Abstract: Starting with the first and second laws of thermodynamics, the free energy function and dissipation potential function are discussed; then the corresponding yield loci, flow rules as well as hardening rules are deduced in a systematic manner. Within the framework of critical state soil mechanics, a new method that combines the anisotropic model based on thermodynamics and specific rotation hardening rule is presented for dense sand. Then triaxial drained and undrained test curves are simulated with given model parameters; and the influence of model parameters on curve shape is discussed briefly. The results prove the validity of this method, which covers the perplexing triaxial test curve in dense sand by adopting variational rotation directions, as well as guarantees the consistence of dilatancy function with yield locus because of the thermodynamics basis involved. The models constructed through this method have the advantages of the strict structure, the extensive applicability and the simpleness.

Key words: dense sand, thermomechanics, elastoplastic model, triaxial test

中图分类号: 

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[1] 孔宪京, 宁凡伟, 刘京茂, 邹德高, 周晨光, . 应力路径和干湿状态对堆石料颗粒破碎的影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2059-2065.
[2] 宫凤强, 伍武星, 李天斌, 司雪峰, . 深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2085-2098.
[3] 李建朋, 高岭, 母焕胜. 高应力卸荷条件下砂岩扩容特征及其剪胀角函数[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2119-2126.
[4] 赵丁凤, 梁 珂, 陈国兴, 熊 浩, 周正龙, . 剪切-体积应变耦合的孔压增量模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1832-1840.
[5] 张坤勇, 臧振君, 李 威, 文德宝, Charkley Frederick Nai, . 土体三维卸荷弹塑性模型及其试验验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1313-1323.
[6] 罗丹旎, 苏国韶, 何保煜, . 不同饱水度花岗岩的真三轴岩爆试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1331-1340.
[7] 梁 珂, 陈国兴, 何 杨, 刘景儒, . 基于相关函数理论的动模量和阻尼比计算新方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1368-1376.
[8] 谌文武, 刘 伟, 王 娟, 孙冠平, 吴玮江, . 黄土饱和度与B值关系试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 834-842.
[9] 张玉伟, 翁效林, 宋战平, 谢永利, . 考虑黄土结构性和各向异性的修正剑桥模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1030-1038.
[10] 裴向军, 朱 凌, 崔圣华, 张晓超, 梁玉飞, 高会会, 张子东. 大光包滑坡层间错动带液化特性及 滑坡启动成因探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1085-1096.
[11] 刘方成, 吴孟桃, 杨 峻, . 土工格栅加筋橡胶砂强度特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 580-591.
[12] 肖晓春, 丁 鑫, 潘一山, 吕祥锋, 吴 迪, 王 磊, 樊玉峰, . 含瓦斯煤岩真三轴多参量试验系统研制及应用[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 451-462.
[13] 张坤勇,李 威,Charkley Nai Frederick,陈 恕,. 小主应力方向加载条件下的掺砾黏土真三轴试验[J]. , 2018, 39(9): 3270-3276.
[14] 李 宣, 孙德安,张俊然,. 吸力历史对非饱和粉土动力变形特性的影响[J]. , 2018, 39(8): 2829-2836.
[15] 年廷凯,焦厚滨,范 宁,郭兴森,贾永刚,. 南海北部陆坡软黏土动力应变-孔压特性试验[J]. , 2018, 39(5): 1564-1572.
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[1] 吴昌瑜,张 伟,李思慎,朱国胜. 减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3181 -3187 .
[2] 和法国,谌文武,韩文峰,张景科. 高分子材料SH固沙性能与微结构相关性研究[J]. , 2009, 30(12): 3803 -3807 .
[3] 雷永生. 西安地铁二号线下穿城墙及钟楼保护措施研究[J]. , 2010, 31(1): 223 -228 .
[4] 尚守平,岁小溪,周志锦,刘方成,熊 伟. 橡胶颗粒-砂混合物动剪切模量的试验研究[J]. , 2010, 31(2): 377 -381 .
[5] 李 峰,王晓睿,罗晓辉,郭院成. 基坑坑底稳定性的机会约束评估方法[J]. , 2010, 31(12): 3867 -3874 .
[6] 柴 波,殷坤龙,陈丽霞,李远耀. 岩体结构控制下的斜坡变形特征[J]. , 2009, 30(2): 521 -525 .
[7] 赵洪波,茹忠亮,张士科. SVM在地下工程可靠性分析中的应用[J]. , 2009, 30(2): 526 -530 .
[8] 徐 扬,高 谦,李 欣,李俊华,贾云喜. 土石混合体渗透性现场试坑试验研究[J]. , 2009, 30(3): 855 -858 .
[9] 张 霆,刘汉龙,胡玉霞,STEWART Doug. 鼓式土工离心机技术及其工程应用研究[J]. , 2009, 30(4): 1191 -1196 .
[10] 苏国韶,张克实,吕海波. 位移反分析的粒子群优化-高斯过程协同优化方法[J]. , 2011, 32(2): 510 -515 .