拉特－鄧肯模型是依據三軸試驗的結果，Lade和Duncan提出了針對無粘性土的單參數準則。該準則考慮了許多可觀察到的強度特性，如靜水壓力敏感性、中間主應力的影響以及在偏平面上非圓的軌跡。然而，其子午面上屈服線為直線，只適用於考慮靜水（約束）壓力有限範圍內的情況。
基本介紹
- 中文名：拉特－鄧肯模型
- 外文名：Lade-Duncan model
- 學科：土力學
- 理論基礎：拉特屈服準則
- 套用：無粘性土
- 有關術語：屈服準則
簡介,有關術語,屈服,
簡介
拉特－鄧肯模型是拉特和鄧肯提出的，可以用以下公式計算：
其中k為硬化參數，
是應力第一不變數和
是應力第三不變數。在拉特－鄧肯模型中，試驗結果表明，在拉特－鄧肯模型中，岩土體的破壞包絡線是彎曲的，尤其在約束（靜水）壓力較大的範圍內，隨著約束壓力的增加，摩擦角將減小。Lade-Duncan單屈服面模型主要反映了剪下屈服，而沒有充分反映體積屈服。剪下屈服是指高聚物在剪下作用下產生的屈服。在屈服點以前，形變是可逆的，而屈服點以後由於塑性流動的發生，形變開始變得不可逆。而Lade雙屈服面模型不僅可以描述兩類屈服變形，且可描述應力路徑在屈服面內的變形。Lade雙屈服面模型採用曲線錐形屈服面作為剪下載入面，增加一個球形帽蓋體積屈服面。Lade雙屈服面模型的優點是較好地考慮體積變形和剪下變形，缺點是理論參數過多，導致其套用複雜化。
有關術語
屈服準則
屈服準則是考慮任何可能的應力組合下有關彈性極限的一種假說，是闡明材料受力到什麼程度達到彈性極限後出現塑性變形的條件。所以屈服準則又稱塑性條件。因此任何屈服準則或塑性條件·都必須從實驗加以論證。對於各向同性材料，屈服準則應該與坐標軸方向的旋轉無關。所以在屈服函式中的應力分量可組成與坐標軸方向無關的量。這樣，當坐標軸改變時，屈服函式值不變，材料所處的狀態也就不變。材料的屈服準則可分為三類：(1)應力表示的屈服準則；(2)應變表示的屈服準則；(3)能量表示的屈服準則。建立屈服準則通常有兩個思路：一是通過一些假設建立屈服準則，然後通過材料試驗來驗證，來確定它的套用範圍；二是通過材料試驗成果分析，採用擬合曲線的方法建立屈服準則。不少屈服準則的建立都是理論研究和實驗研究相結合的成果。
流動法則
在載入過程中會產生塑性應變，為了描述彈塑性變形的應力－應變關係，必須定義出塑性應變增量矢量的方向和大小，流動規則就是關於塑性應變增量方向的一條規定。流動規則規定，塑性應變增量方向是沿著該點塑性勢面的法線方向。
加工硬化規律
當某種材料中的應力狀態處於某一個屈服面上時，如果因加荷使它發生了超越這個屈服面的應力變化，就會在材料中同時引起新的彈性與塑性應變。塑性應變的變化，將促成一個新的屈服面的產生。如果荷載所引起的應力變化只是發生在屈服面所包圍的範圍內，那就只產生彈性應變，原來的屈服面也將依舊保持不變。加荷可以使屈服面膨脹、移動或改變形式。這些大小、位置和形式的改變，取決於材料的應力歷史（亦即應力路線）與應力水平。屈服面的這些變化，稱為加工硬化（或軟化）。如果相繼的屈服面只是大小不同，則這種硬化就稱為等向硬化（Isotropic hardening）。如果相繼的屈服面大小及形式不變，只是位置發生移動而不轉動，則這種硬化就稱運動硬化（Kinematic hardening）。 加工硬化規律是對於一個給定的應力增量確定引起的塑性應變增量的一條準則。
無粘性土
無粘性土的物理性質主要決定於土的密實度狀態，土的濕度狀態僅對細砂，粉砂有影響。無粘性土呈密實狀態時，強度較大，是良好的天然地基；呈稍密，鬆散狀態時則是一種軟弱地基，尤其是飽和的粉,細砂，穩定性很差，在振動荷載作用下易發生液化失穩現象。
屈服
物體受到荷載後，隨著荷載增大，由彈性狀態過渡到塑性狀態，這種過渡叫做屈服，也就是說屈服是初始彈性狀態的界限，是彈性狀態與塑性狀態的分界點。而物體內某一點開始產生塑性應變時，應力或應變所必須滿足的條件叫做屈服條件。初始屈服是材料第一次由彈性狀態進入塑性狀態的標誌。對於理想塑性材料，應力點不可能跑到屈服面之外，屈服面在材料變形過程中始終不變；對於硬化材料或軟化材料，隨著應力和變形的增加，屈服面將是變化的，這種變化後的屈服就稱為後繼屈服。以後所提到的屈服視情形而有不同含義。材料的破壞可分為延性破壞和脆性破壞兩種，其區別在於物體經受變形而破壞時的變形大小。若變形很小就破壞稱為脆性破壞，能夠經受很大變形才破壞的稱為延性破壞。
破壞和屈服是兩個不同的概念，是材料變形過程中的兩個不同階段。屈服一般是指材料彈性變形的上限，超過屈服點，材料並不一定就破壞，從屈服到破壞之間有一個塑性變形的範圍。破壞是塑性過程發展的最終結果，是塑性變形所能達到的極限狀態，也代表材料的極限變形能力。就單元體而言，破壞應該是指其應力不再增加，應變或位移達到某個極限值。在進行材料力學性能的室內試驗時也可看到，在臨近破壞時外加荷載不能繼續提高，試樣的變形卻顯著增加，變形達到一定程度就破壞。就結構整體而言，破壞首先意味著結構整體不能繼續承受荷載，外加荷載不能繼續提高；其次破壞點連通形成整體的破壞面，沿破壞面兩側發生顯著的、較大規模的相對移動，因而破壞面上會有應變、位移的突變。
