考虑应力水平影响的软土弹塑性模型研究

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在我国沿海地区及部分内陆城市广泛分布着深厚的软粘土层,随着经济的迅猛发展,这些地区大量工程结构的兴建必然导致软土地基产生不可恢复的塑性累积变形,严重的会影响工程结构的正常使用。因此,建立能够合理反映循环荷载作用下软粘土体特性的本构模型有重要意义。本文在研究以往边界面模型的基础上,采用剑桥模型屈服面形式作为边界面,将应力路径反向点作为可移动的映射中心,并提出了一个模型参数物理意义较为明确的塑性模量插值函数,建立了本文所要研究的边界面模型的基本框架。其次,基于试验研究结果,本文深入分析所提出的塑性模量插值函数中模型参数与应力水平间的关系,形成了反映不同应力水平影响的模型参数确定方法。通过对不同初始应力、循环应力条件下试验结果的预测和比较,说明所提模型的可行性。为了使模型能够考虑中主应力对应力应变响应的影响,本文利用应力变换法结合SMP强度准则对模型进行了初步的三维化拓展,为能够使模型解决实际边值问题做好准备。最后,本文将临界状态理论和次加载面理论相结合,采用剑桥模型屈服面形式作为正常屈服面和次加载面,同时规定应力路径反向时的应力点作为相似中心,即在次加载面模型中引入零弹性域的概念,改进了原先的次加载面模型,并用不同应力水平下的固结不排水循环三轴试验以及他人所做的试验验证了模型的可行性。
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