《岩土材料熱軟化與熱硬化力學特性的統一本構模型研究》是依託同濟大學，由熊勇林擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：岩土材料熱軟化與熱硬化力學特性的統一本構模型研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：熊勇林
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高溫引起岩土材料的力學特性變化直接影響著涉及溫度效應的岩土及地下工程的安全性問題，日漸受到工程界的重視。高溫對岩土材料的作用，既有表現為熱軟化（溫度升高，材料強度減弱）行為，也有表現為熱硬化（溫度升高，材料強度增強）行為，但至今仍未有一個可以統一描述這一現象的熱彈塑性本構模型。針對這一現狀，本項目首先通過進行系統的岩土材料高溫土工試驗，分析和總結出溫度變化對岩土材料力學特性的影響規律，揭示導致發生熱軟化與熱硬化現象的關鍵原因，並將其進行定量化描述；然後在試驗數據的基礎上，通過增加溫度引起岩土材料產生熱軟化與熱硬化的變化規律及修正相關狀態變數發展式，對既有熱彈塑性本構模型進行修正，從而建立一個簡潔且可統一描述岩土材料熱軟化與熱硬化力學特性的彈塑性本構模型。該項研究工作將深化認識岩土材料熱力耦合共性問題，為解決一些相關領域的工程問題提供理論基礎和技術支撐，具有重要的科學價值和廣闊的套用前景。
結題摘要
溫度變化對岩土材料的強度和變形特性直接影響著涉及溫度效應的岩土及地下工程的安全性問題，已日漸受到工程界的重視。在高溫作用下，岩土材料的強度特性既可以表現為熱軟化（溫度升高，材料強度減弱）行為也可以表現為熱硬化（溫度升高，材料強度增強）行為，但至今仍未有一個可以統一描述這一現象的熱彈塑性本構模型。針對這一現狀，本項目首先通過進行了系統的岩土材料高溫土工試驗，分析和總結了溫度變化對岩土材料力學特性的影響規律，揭示了產生熱軟化與熱硬化現象的物理力學機理；然後在試驗數據的基礎上，通過嵌入溫度引起岩土材料產生熱軟化與熱硬化因素及修正相關狀態變數發展式，對既有熱彈塑性本構模型進行修正，從而建立了一個簡潔且可統一描述岩土材料熱軟化與熱硬化力學特性的彈塑性本構模型。開發了熱水力三相有限元耦合程式，並將新建的本構模型導入了有限元程式中。通過有公開發表的涉熱岩土工程的數值模型，驗證了所提出模型的有效性。該項研究工作深化認識了岩土材料熱力耦合共性問題，為解決一些相關領域的工程問題提供理論基礎和技術支撐，具有重要的科學價值和廣闊的套用前景。
