基本介紹
- 中文名：沈珠江三重屈服面模型
- 外文名：Shen Zhujiang three yield surface method
- 學科：土力學
- 組成：壓縮屈服面、剪下和剪脹屈服面
- 應變：塑性體積應變、塑性剪下應變
- 提出者：沈珠江
簡介,有關術語,土的本構模型,
簡介
土是一種摩擦性材料，經典的金屬塑性理論難以解釋土的變形特性。沈珠江院士結合土的基本特性提出了土的三重屈服面應力應變模型，即沈珠江三重屈服面模型。它把土的塑性應變分成 3 部分，每一部分對應一個屈服面，分別為壓縮屈服面、剪下屈服面和剪脹屈服面，從而在一定程度上反應了土的基本特性。或把土的塑性應變分為：塑性體積應變、塑性剪下應變，其中每種應變又分為由球應力和剪應力引起的部分。但它在由三軸壓縮應力狀態向其它應力狀態轉化時，塑性係數需要重新確定，比較繁瑣。當把此理論由三軸壓縮應力狀態推廣到其它應力狀態時，沈珠江院士提出了兩個假設：土中主應力對剪下屈服面及剪脹屈服面無影響；塑性應變增量的主軸和應力主軸重合，且兩者的偏張量成比例。
有關術語
塑性應變
塑性，又稱范性或可塑性。材料在承受荷載或其他作用時，出現不可逆變形的性能。當卸除荷載或其他作用後，變形只能部分復原而一部分不能消失，這種不能消失的變形為塑性變形。反映材料塑性性能的參量有屈服極限、延伸率和截面收縮率等。黏土、塑膠等明顯地具有塑性。工程材料受到應力的作用，都會產生應變。當應力較小時，將產生彈性應變，即符合應力與應變成正比關係（虎克定律）的應變，這種應變在應力消失時也隨之消失。當應力增大到一定值後，應力與應變不再成正比關係，應力消失後將留下永久性的變形，稱為塑性應變。
屈服面
屈服面是應力六維空間中的五維表面。屈服面通常是凸的，屈服面內部的應力狀態是彈性的。當應力狀態位於表面上時，材料被稱為已經達到其屈服點，並且材料據說已經變成塑膠。材料的進一步變形會導致應力狀態保持在屈服面上，即使表面的形狀和尺寸隨著塑性變形的發展而發生變化。這是因為位於屈服面之外的應力狀態在速率無關塑性方面是不允許的，儘管不是在某些粘塑性模型中。
多重屈服面
多重屈服面就是屈服面的個數n>2，並且都相交於一點(稱作奇異點).塑性載入時，應力（應變）點可以位於M(M<N)個屈服面的交線上；也可以位於第中個光滑的屈服面上（其中
<M)。當應力（應變）位於M個屈服面的交線上時，雖然屈服面的外法向是不確定的，但塑性應變（應力）增量的方向是一定的。
土的本構模型
土體是天然地質材料的歷史產物。 土是一種複雜的多孔材料，在受到外界荷載作用後，其變形具有以下特性：1) 土體的變形具有明顯的非線性，如：土體的壓縮試驗 e— p 曲線 、三軸剪下試驗的應力—應變關係曲線、現場承載板試驗所得的 p— s 曲線等；2) 土體在剪下應力作用下會產生塑性應變，同時球應力也引起塑性應變；3) 土體尤其是軟黏土，具有十分明顯的流變特性；4) 由於土體的構造或沉積等原因， 使土具有各向異性；5) 緊砂、超固結黏土等在受剪後都表現出應變軟化的特性；6) 土體的變形與應力路徑有關，證明不同的載入路徑會出現較大的差別；7)剪脹性等。為了更好地描述土體的真實力學—變形特性, 建立其應力、應變和時間的關係，在各種試驗和工程實踐經驗的基礎上提出一種數學模型，即：土體的本構模型，又稱土的力學本構方程，或土的應力-應變模型。描述土的力學特性(應力-應變-強度-時間關係) 的數學表達式。土的應力-應變關係是很複雜的，具有非線性，粘彈塑性，剪脹性，各向異 性等，同時應力水平、應力歷史以及土的組成 、狀態 、結構等均對其有影響。已建立的本構模型很多，主要可分為下述幾類：土的彈性模型；土的超彈性模型；土的次彈性模型；土的粘彈性模型；土的彈塑性模型；土的粘彈塑性模型；土的內蘊時間塑性模型等。
