中级工程师论文范文砂土材料状态相关临界状态各向异性模型.PDFVIP

中国月期刊咨询网 中级工程师论文范文砂土材料状态相关临界状态各向异性 模型 很多工程项目中都会用到砂土材料，根据不同的用途选用的砂土质量也不相同。很多土建工程师也专门对砂土材料进 行过一些研究，本文是小编给大家推荐的一篇中级工程师论文范文 ，主要论述了砂土材料状态相关临界状态各向异性模型。 摘要：考虑材料状态对砂土临界状态的影响，采用宏细观结合的方法建立了砂土的各向异性模型。将新的各向异性状 态变量引入砂土模型的临界状态方程，增加了各向异性参量、应力状态和应力与材料组构方向关系3个因素对临界状 态的影响，扩展了砂土材料状态相关的概念。随应力状态和应力与材料组构方向几何关系变化，π平面上模型的临界 状态线、相变状态线和峰值状态线的形状和位置自然产生变化，各向异性越大，状态线偏离的静水压力轴也越远，形 状变化也越大。模型的剪胀方程和硬化规律也是状态参量函数，随细观参量的变化，细化和量化了砂土物理状态变量 对剪胀性及硬化规律的描述。模型用一组参数可以描述较大围压和密度范围砂土各向异性强度变形的力学响应。 关键词：临界状态,细观结构,各向异性,砂土 large scale of confining pressures and densities. Key words：critical state; microstructure; anisotropy; sand 中级工程师论文发表 期刊推荐《工业建筑》杂志社于2000年组建成立，是中冶集团建筑研究总院的委托法人单位，中国钢结构协 会的常 务理事单位。编辑出版并发行《工业建筑》(月刊)、《钢结构》(双月刊)、《环境工程》、《冶金环境保护》四本杂 志;承担冶金部环境保护综合利用信息网的运营工作;中国钢协房屋建筑钢结构协会、中国环境科学学会环境工程分会 、中国金属学会冶金环境保护分会等3 个协(学会)的秘书处挂靠在杂 志社。另外，承担中冶集团建筑研究总院及中国 钢结构协会指定的任务。业务范围涉及土木建筑、环境保护两大领域。 砂土的力学响应与其材料状态紧密相关[13]。传统本构理论往往忽略了材料状态对应力应变关系的影响，将不同孔隙 比同一种砂视为不同的材料，使得同一种砂必须使用多组材料参数才能描述其力学特性，相对繁杂，存在一定的局限 性。材料状态相关临界状态理论则能有效克服这些局限性[47]。 砂土材料状态不仅要考虑其相对密度、有效围压，还要考虑其细观各向异性和应力加载方式。这几个因素的相互影响 造成了砂土强度变形的复杂性。在这个复杂变化过程中实质变化的是材料细观状态，因此，结合其细观状态研究力学 据砂土临界状态的不唯一性建立了本构关系。考虑临界状态不唯一建立本构的关键是对土体细微观结构与材料状态关 合理描述砂土各向异性力学特性奠定了基础，也为材料状态相关临界状态理论提供了新思路。 为合理描述各向异性砂土的强度变形特性，在黄茂松等[67]模型及砂土各向异性分析[18]的基础上，在材料状态相关 临界状态理论的框架下，基于砂土临界状态的不唯一，考虑其细观组构对材料临界状态、峰值状态、相变状态、剪胀 性及其硬化规律的影响，建立各向异性砂土的本构模型，期望逐步实现砂土细观结构对宏观力学特性影响的定量描述 。 1砂土各向异性对材料状态的影响 中国月期刊咨询网 临界状态理论基于粘性土试验提出，很好描述了粘性土的临界特性。对于砂土，许多试验表明其临界应力比与孔隙比 关系不唯一，根本原因是其各向异性的存在。 1.1砂土各向异性临界状态描述 试验表明砂土的临界状态线在elnp平面不是直线，这与粘性土有很大的差别。Li等[4]通过对砂土试验的归一化得到表 达式为 ec=eΓ-λc(p/pa)ζ(1) 式中：eΓ、λc和ζ为决定临界状态线的材料参数;p为当前平均应力;pa为大气压力，如图1。式(1)是围压的函数，不 同围压下，各向同性砂有唯一的临界状态线，不同的相变线。临界状态是不同围压下相变状态的临界值[2]。 当各向异性存在时，砂土临界状态不唯一。考虑各向异性对砂土临界状态线影响的时，式(1)中eΓ、λc和ζ都要受 各向异性的影响。然而，同时考虑3个参数的影响，将会极大增加本构描述的复杂性。Poulo等[19]研究认为砂土颗粒 排列主要对其临界状态线斜率影响最大， 基于这个研究成果Li等[13]提出的临界状态线只考虑eΓ影响， Yang等[20]通 过细观试验又做了相应的改进。Abouzar等[17]针对组构对π平面临界状态特性的研究