硕士《高等土力学》.pptVIP

高 等 土 力 学 主讲人: 张 升 e-mail: zhsh1230@126.com 预备知识 高等数学 线性代数 弹塑性理论的基本概念 土力学的基本概念 土力学基本试验 数值分析理论 张量 tensor Cayley-Hamilton定理 连续介质的运动及表述 “塑性能”与“塑性势函数” 基本的本构特性 状态变量 state variable 各向同性固结试验 平均主应力保持一定的三轴压缩试验 临界状态与应力路径 一般应力状态时的剑桥模型 下负荷屈服面 subloading failure surface 下负荷屈服面、各向同性固结 平均主应力p一定的三轴排水压缩试验 平均主应力p一定的三轴排水压缩试验 非排水三轴压缩试验 下负荷屈服面剑桥模型、初始状态 下负荷屈服面剑桥模型（续一） 下负荷屈服面剑桥模型（续二） 下负荷屈服面剑桥模型的表现 自然粘土与上负荷面 t ij 概念 Nakai Matsuoka (1986) 空间滑动面、Matsuoka-Nakai破坏准则 基于t ij 概念的剑桥模型 t ij 剑桥模型的表现（一） t ij 剑桥模型的表现（二） 土力学数值计算理论 水?土2相混合体理论的场方程式 2相混合体平衡方程空间离散 2相混合体平衡方程空间离散（续） 连续方程空间离散 2相混合体连续方程空间离散（续） 平衡方程时间离散——动态问题 连续方程时间离散——动态问题 场方程时间离散——静态问题 时间关联平衡方程的时间离散 场方程离散化 岩土材料热-弹-粘-塑性本构模型及其边界值问题的应用 Thermo-viscoplastic constitutive model for geo-materials and its application to boundary value problem Background Largest environmental issue of the 21st century – global warming New temperature-controlled triaxial compression and creep test device Conventional Triaxial Compression Tests Considering Influences of Temperatures Creep Tests Considering Influences of Temperatures For soft rock, it is reasonable to assume plastic volumetric strain as a hardening parameter ― Cam-clay type Evolution Equation for Extended Void Ratio Difference Thermodynamic property of new model First thermodynamic theorem- the conservation of energy Field Equations Discretization of Field Equations in Space and Time 谢谢大家！ 真三轴排水试验中得到的粘土的应力应变特性 三轴应力状态下正压力一定的交变载荷试验下：应力·应变·剪胀特性的实验值与理论模拟 三轴应力状态下正压力一定的逆反加载破坏试验下：应力·应变·剪胀特性的实验值与理论模拟 岩土材料弹塑性理论及计算数学的结合 存在的问题及难点： ★ 土的多相性: 液-气-固, 全应力 or 有效应力, etc. ★ 土的应力诱导各向异性: 循环荷载加速或者导致材料 的各向异性, 如: 液化, etc. ★ 土的初始状态的不确定性: 材料的孔隙比、各向异性、 结构状态、受力状态, etc. ★ 土的复杂外界条件: 动水作用、热流及温度、化学迁移、 动力荷载、冰冻及融化, etc. 采用以下假定: 1. 应变是微小的。 2. 孔隙率n 的时间?空间变化率比之于其他变量来说非常小。 3. 液相与固相之间的相对加速度比之于固相的加速度来说非常小。 4. 土粒子是不可压缩的。 2相混合体的平衡方程 体积分布力 混合体密度