临界状态土力学选编.ppt

;土力学主要研究土体的在荷载和周围环境作用下，土体的变形、强度（稳定性）和渗流。 ;为何要学临界土力学：;任何一种理论模型都仅仅描述了现实世界的一部分或某一侧面。它不可能描述这一复杂世界的全部现象。 理论模型通常都是在一些假定下建立的，即忽略次要的东西，抓住本质。 每一种理论模型都有优点和缺点，及其适用范围。 理论模型有很多，有简单的，也有复杂的。 应用时应根据工程问题的需要来选取模型。在工程允许的情况下，尽可能的采用简单模型。;土力学模型的发展（简单到复杂）;学生期模型 它比儿童期模型更能反映实际情况，但理论也更复杂些。 研发学生期模型有两个原因： 1）它可以把经典土力学中不相关的性质，例如强度，压缩，剪胀和临界状态等结合在一起。使土力学各部分更加有机的连在一起，便于理解，并采用塑性力学理论进行变形计算。 2）能反映土的非线性以及土的2维和3维变形（但计算复杂，通常用有限元计算）; ;临界状态土力学是Roscoe为代表的剑桥学派创立的(1958,1963,1968);参考文献;在土力学中，很多概念和想法都来自于三轴实验或针对三维轴对称情况而建立的。因此在建立土的本构模型或分析方法时，通常都以三维轴对称情况为基础而进行，然后再推广到一般情况。 ;三维轴对称情况中σ2=σ3，则应力不变量通常表示为：;为了使本构关系符合热力学基本规则，必须建立完全对偶（功共轭）的应力和应变的描述。与应力在功上相对偶的应变（2/3系数）为：;剑桥模型的基本假定：;临界状态的定义;换句话说，临界状态的出现就意味着土已经发生流动破坏，并且隐含着下式成立：;;;Schofield（2005年）对临界状态做如下表述： The kernel of our ideas is the concept that soil and other granular materials, if continuously distorted until they flow as a frictional fluid, will come into a well defined state determined by two equations（我们想法的要点是这样一种概念，如果土和其它颗粒材料受到连续的剪切作用直到象具有摩擦阻力的流体似地流动时，土和颗粒材料进入到由以下2个方程确定的状态）： q=Mp Γ=v+λlnp;正常固结土;;7-11 Isotropic compression of sand;Chapter Ten ; Figure 10-1 Relationship between deviator stress q’ and axial strain εa in undrained triaxial tests on samples normally consolidated to p’e=a,2a,3a ; Figure 10-2 Relationship between normalized deviator stress q’/ p’e and axial strain εa for the tests in Fig.10-1 ; 为等效固结应力，等效固结应力是正常固结线上相应于某一孔隙比e的平均有效应力，见下式：; Figure 10-3 Stress paths in (a) q’:p’ and (b)υ:p’ space for undrained tests on normally consolidation samples ; 10-3 Families of drained tests; Figure 10-4 Relationship between (a) deviator stress q’ and axial strain εa and (b) volumetric strainεv in drained triaxial tests on samples isotropically normally consolidated to p’o=a,2a,3a ; Figure 10-5 Relationship between normalized deviator stress q’/p’o and axial strain εa for tests shown in Fig.10-4 ; Figure 10-6 Stress paths in (a) q’:p’ space for drained triaxial tests on normally consolida