岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (S1): 389-396.doi: 10.16285/j.rsm.2021.0235

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于Lade-Duncan准则的平面应变强度公式

胡贺祥1，姚仰平2，罗汀2，金晓飞1   

  1. 1. 中国建筑一局（集团）有限公司，北京 100161；2. 北京航空航天大学 交通科学与工程学院，北京 100191
  • 收稿日期:2021-02-07 修回日期:2022-05-01 出版日期:2022-06-30 发布日期:2022-07-15
  • 作者简介:胡贺祥，男，1985年生，硕士，高级工程师，主要从事地下工程等方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目（No.51979001）；中国建筑一局（集团）有限公司科技研发课题（CSCEC1B-2021-33）。

Soil strength equation under plane strain condition based on Lade-Duncan criterion

HU He-xiang1, YAO Yang-ping2, LUO Ting2, JIN Xiao-fei1   

  1. 1. China Construction First Group Corporation Limited, Beijing 100161, China; 2. School of Transportation Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
  • Received:2021-02-07 Revised:2022-05-01 Online:2022-06-30 Published:2022-07-15
  • Supported by:
    This work was supported by the General Program of National Natural Science Foundation of China (51979001) and the Science and Technology Research Program of CSCEC1B (CSCEC1B-2021-33).

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摘要： 在弹性−理想塑性和相关联流动法则的假设下，基于Lade-Duncan准则，得到了平面应变破坏的中主应力条件，提出一种新的平面应变条件下的强度公式。该公式将平面应变条件和常规三轴压缩条件下的抗剪强度指标联系起来，只须通过常规三轴试验，就可确定平面应变条件下的内摩擦角和黏聚力，可以有效反映中主应力对平面应变内摩擦角的提高效应。证明了等效内摩擦角达到极大值的条件即为平面应变条件下无黏性土的破坏条件，以及绘制π平面上3种准则的几何关系，阐明平面应变强度公式的数学意义。最后，通过地基承载力试验结果验证了该公式的有效性。在使用规范方法或有限元软件进行平面应变计算时，该公式可考虑中主应力的影响，选取更为有效的抗剪强度指标。

关键词: 平面应变, 破坏准则, 中主应力, Lade-Duncan准则

Abstract:

According to the elastic-ideal plastic assumption and associated flow rule, the intermediate principal stress equation and the strength equation in plane strain condition are proposed on the basis of Lade-Duncan criterion. The shear strength parameter under plane strain condition is connected with that under conventional triaxial condition. Therefore, the equivalent internal friction angle and the cohesion in plane strain condition can be determined by a conventional triaxial test, which can effectively reflect the effect of intermediate principal stress on the increase of internal friction angle under plane strain condition. It is proved that the friction angle at the condition of strength failure of non-cohesive soil under plane strain is that of the maximum value of the equivalent friction angle, which is the mathematical meaning of the new strength equation. The mathematical meaning of the new strength equation is also shown by drawing the geometric relationship of three criteria on the π plane. The effectiveness of the strength equation is confirmed with experimental results of bearing capacity. In the calculation of plane strain using the standard method or the finite element method, the new strength equation can choose shear strength parameter more efficiently, considering the influence of the intermediate principal stress.

Key words: plane strain, failure criterion, intermediate principal stress, Lade-Duncan criterion

中图分类号: TU47
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