土体变形特性-同济教案.pptVIP

* e1 e1 /(s1-s3) 求解Et=f (s) 1 Et Konder(1963) Ei=1/a 1 * 得 、 Ei=1/a 1 ?3=100kPa ?3=200kPa a、b是随着应力状态变化而变化，即不是土体材料参数 · · · · n * 式中: K，n，Rf，c，j──确定Et的五个试验参数 得 * 求解vt=g (s) · · · · · · · · * 其中 K，n，Rf，c，j 五个试验参数已确定，另有D、F、G 三个参数待确定 卸载 · · · 卸载情况（ s1-s3减小) 得 饱和粘性土在不排水条件下，模型参数D、F、G如何确定？ 加载 再加载 Et和?t Eur(不考虑体变) Et与Eur间插值 S＞Sm 加载 S＜0.75?Sm 卸载或再加载 0.75?Sm ＜S＜Sm 过渡区 准则 * 能反映土体变形的主要特征：非线性、应力历史和应力路径 简单，容易为工程们接受 模型参数容易确定，积累了丰富确定模型参数的经验 不能反映土体变形的剪胀性、软化、各向异性和结构性 优点： 缺点： * 适用性 基于三轴试验，应变产生仅由于偏应力s1－ s3 双轴试验（平面应变问题） 三轴试验 4. 经典塑性模型-Camclay模型 剑桥大学Roscoe等(1958—1963)在正常固结粘土和超因结粘土试样的排水和不排水三轴试验的基础上，基于饱和粘土有效应力和孔隙比成唯一关系的概念，提出即剑桥模型(Cam-clay Model)，又称临界状态模型。该模型假定土体是加工硬化材料，服从相关联流动规则。 剑桥模型 e p a 压缩系数 △e △p e 压缩指数 △e △p 一维压缩-单调加载 e p p1 pc p2 p pc p pc 单向压缩-卸载再加载 正常固结土 ?/? =0.1~0.2 等向压缩 一维压缩 单向压缩-三维等向压缩 土的屈服与硬化-屈服面 土的破坏-临界状态 土的破坏-临界状态 q = Mc ?p’ 三轴压缩（s’1s’2=s’3） 三轴拉伸（s’1=s’2s’3） q = Mc ?p’ 三维空间的屈服-硬化-破坏 屈服函数 屈服理论-一致性条件 初始屈服 后继屈服 塑性因子 一致性条件 Hp-塑性硬化模量 塑性应变率方向-流动法则 能量假设 Eext Eint 即 改为应力（应变率）不变量形式： 或 当 q = 0， * Burland等建议 修正剑桥模型 * * 第一章 土体变形特性 * 承受荷载作用材料将表现出其独特的变形性质。通常采用特性应力路径下所表现的应力应变系进行描述，即应力－应变关系，又称之为本构关系。 相比较金属等经典的工程材料，土体有着特有的本构关系。室内土工试验采用单元试验对本构模型进行量测。 1.土体单元试验 * △F △s h 单轴压缩 △ p= △ sz=F/A △ ez= △ s/h= △e/(1+e0) ? ?? * 三轴剪切 三轴状态 三轴压缩 * △e1 △e2 s1 s2 平面应变(双轴)剪切 平面压缩 * 真三轴剪切 真三轴试验 * 、 、 、 ， 空心扭转剪切试验 W T pi po σr σa σh τha τah * 2.1 非线性、非弹性 2. 土体应力－应变特性 土体 金属 * 土体割线模量E随应变增加变化曲线 土体 E 10-5 10-3 * 不可恢复的塑性变形－由于土颗粒相对位置的改变; 一个颗粒在位置上可以越过另外一个颗粒，或掉入孔隙中. * 多个循环后 弹性行为 * 2.2塑性体应变和剪胀性 球应力引起的塑性体塑性 加载 p 卸载 * 剪应力引起的塑性体应变 剪缩 剪胀 p = constant p = constant * 2.3 塑性剪应变 A B B A 球应力引起剪应变 * 应变 ?（%） ?1-?3 A 密砂 B 松砂 2.4 硬化和软化 咬合引起的峰值强度 残余强度 * ????? ?? ?v 峰值强度 残余强度 粘土应力应变关系曲线 超固结粘土 正常固结粘土 * 2.5 应力路径和应力历史 应力状态：土体中一点（微小单元）上作用的应力的大小与方向 摩尔园代表一个应力状态 应力路径 p,q平面－一个 点代表一个应力状态 p O ?3 ?1 ?1??3 q 固结排水三轴试验 * ? ? O ?3 ?1 ?1??3 ? 采用一系列摩尔圆上的（p,q）坐标点的连线描述应力路径 应力路径的表示法方法 △?1 ?? 保持为常数 * 总应力路径与有效应力路径 固结不排水三轴试验 p(=p’+u) O q(=q’) u2 ?1 ?3 ?’3 ?’1 u1 * 应力历史 应力历史是指土体历史上的应力路径。 土层历史上发生的变形与形成的前期应力状态影响土层今后的变形。