›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (S1): 8-14.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于广义位势理论的土的非共轴特性研究

温 勇1,杨光华1,2,3,4,钟志辉1,傅旭东1,张玉成2,3,4   

  1. 1. 武汉大学 土木建筑工程学院,武汉 430072;2. 广东省水利水电科学研究院,广州 510610; 3. 广东省岩土工程技术研究中心,广州 510610;4. 广东省突发公共事件应急技术研究中心,广州 510610
  • 收稿日期:2013-10-20 出版日期:2014-06-10 发布日期:2014-06-20
  • 作者简介:温勇,男,1987年生,博士研究生,主要从事土的本构理论等研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助(No. 51378131, No. 51378403, No. 51174093);中央高校基本科研业务费专项资金资助(No. 2012210020203);广东省水利科技创新基金资助(No. 2009-25);广东省公路管理局科技基金资助(No. 2012-09)。

Study of non-coaxiality of soil based on generalized potential theory

WEN Yong1,YANG Guang-hua1,2,3,4,ZHONG Zhi-hui1,Fu Xu-dong1,ZHANG Yu-cheng2,3,4   

  1. 1. School of Civil and Architectural Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 2. Guangdong Research Institute of Water Resources and Hydropower, Guangzhou 510610, China; 3. Geotechnical Engineering Technology Center of Guangdong Province, Guangzhou 510610, China; 4. The Emergency Technology Research Center of Guangdong Province for Public Events, Guangzhou, 510610, China
  • Received:2013-10-20 Online:2014-06-10 Published:2014-06-20

摘要: 传统的塑性位势理论隐含了应力主方向和塑性应变增量主方向共轴的假定,无法客观地描述主应力轴旋转过程中的非共轴现象。基于广义位势理论提出的拟弹性弹塑性本构模型,把总的塑性应变分解为满足弹性分解准则的拟弹性部分和符合传统塑性理论假设的纯塑性部分,分解后建立的模型更为合理和简便,同时又可以解决土的非共轴问题。通过单剪试验结果的验证表明,基于广义位势理论的拟弹性弹塑性模型的模拟效果较好,传统的弹塑性模型(共轴模型)模拟得到的主应力方向和塑性主应变增量方向保持共轴,而拟弹性弹塑性模型(非共轴模型)的模拟结果则能够合理地描述主应力轴旋转过程中的非共轴特性,结果更符合实际,从而为解决土的非共轴特性问题提供了一种有效的方法。

关键词: 非共轴性, 广义位势理论, 拟弹性弹塑性本构模型, 单剪试验

Abstract: In the traditional plastic potential theory, there is an implied assumption that the directions of principal stress and principal plastic strain increment are coaxial. However, there are non-coaxial phenomena during the rotation of principal stress axis and the traditional plastic potential theory can not describe this phenomenon reasonably. A quasi-elastic-plastic constitutive model was proposed based on the generalized potential theory, in which the traditional plastic strain increment was decomposed into quasi-elastic part and pure-plastic part. The quasi-elastic part obeys elastic rule and the pure-plastic part obeys the traditional plasticity theory. The proposed model is reasonable and convenient; and it can also reflect the non-coaxiality of soil. The validation results of simple shear test show that the simulation effect of the quasi-elastic-plastic model is good. The directions of the principal stress and the principal plastic strain increment simulated by traditional elasto-plastic model (coaxial model) are coaxial; while the simulation results of quasi-elastic-plastic model (non-coaxial model) can reflect the non-coaxiality during the rotation of principal stress axis. It proves that the quasi-elastic-plastic model based on the generalized potential theory conforms to reality better than the traditional elasto-plastic model (coaxial model) and it gives an effective method to study the non-coaxiality of soil.

Key words: non-coaxiality, generalized potential theory, quasi-elastic-plastic constitutive model, simple shear test

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