《考慮顆粒破碎下粒狀材料的動力臨界狀態本構模型》是依託北京航空航天大學，由羅汀擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：考慮顆粒破碎下粒狀材料的動力臨界狀態本構模型
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：羅汀
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
試驗資料表明：粒狀材料在高圍壓或動力荷載下會發生顆粒破碎現象，若不考慮由顆粒破碎所引起的應力應變關係的改變，則會造成預測的失真，可能會把不排水的正孔壓預測為負孔壓。本申請擬將破碎前後的粒狀材料視為不同的材料，通過改變e-lnp坐標系中正常壓縮線和臨界狀態線的位置來描述這種變化。基於試驗結果研究顆粒破碎前後壓縮線以及臨界狀態線的移動規律，從而建立壓縮線與臨界狀態線隨塑性體應變變化的演化關係式，建立考慮破碎效應的臨界狀態強度表達式，分別建立峰值應力比、特徵狀態應力比與臨界狀態應力比的關係，再將上述關係引入到申請者等提出的統一硬化參數來反映能考慮顆粒破碎效應的剪縮、剪脹、應變硬化、軟化等力學特性。研究循環載入下顆粒破碎對體變規律的影響，進而建立能反映循環載入下顆粒破碎的旋轉硬化表達式。最終建立能反映粒狀材料在動力荷載下發生顆粒破碎的臨界狀態本構模型，並採用變換應力方法對新提本構模型進行三維化。
結題摘要
將破碎前後的粒狀材料視為不同的材料，通過壓縮參數λ和峰值應力比來描述這種變化，將上述關係引入到姚仰平等提出的統一硬化模型，構造能考慮顆粒破碎效應，能考慮剪縮、剪脹、應變硬化、軟化等力學特性的土的本構模型，與試驗試驗結果對比表明該模型能較好地模擬實際情況。引入可以表示粗粒土被壓碎和剪碎的相關參數，建立了可以考慮顆粒破碎的粗粒土本構模型，通過對Lade的試驗的預測，表明該模型能夠合理地描述粗粒土材料的力學特性。以飽和砂土為研究對象，通過分析飽和砂土在動力循環荷載下的應力應變關係，以超固結土UH模型為基礎，將其發展為針對砂土的動力本構模型。將所提動力UH模型嵌入到有限元軟體中，單元以及三維地基的動力載入模擬結果表明，該模型可方便的套用於岩土工程實踐中。UH模型系列的有限元分析中，由於採用變換應力方法，切線剛度矩陣是非對稱的，通過將切線剛度矩陣對稱化，在有限元分析中能以較快的速度收斂，解決了切線剛度矩陣矩陣對稱處理前，有限元分析的收斂問題。建立了基於變換應力的三維化方法。開發了三軸試驗與土的本構關係預測比較軟體。
