巖土類材料彈塑性力學(xué)模型及本構(gòu)方程-全文預(yù)覽
【正文】 模型。具有這種應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的材料，稱為彈塑性線性強(qiáng)化材料。在圖21中，線段OA表示材料處于彈性階段，線段AB表示材料處于塑性階段，應(yīng)力可用如下公式求出： （當(dāng)） （21）由公式（21）中只包括了材料常數(shù)E和εs，故不能描述應(yīng)力應(yīng)變曲線的全部特征，又由于在ε=εs處解析式有變化，故給具體計(jì)算帶來(lái)一定困難。巖土材料從微觀上應(yīng)視為非連續(xù)體，但從工程角度，宏觀上可視為連續(xù)體。巖上材料的力學(xué)特性不外乎由室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得。又因?yàn)榧虞d與卸載的規(guī)律不同，應(yīng)力與應(yīng)變也不再存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，也即應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變不能唯一地確定，而應(yīng)當(dāng)考慮到加載的路徑(即加載歷史)；(l)塑性變形不可恢復(fù)，所以外力功不可逆。物體在變形過(guò)程中，外力所做的功以能量（應(yīng)變能)的形式貯存在物體內(nèi)，當(dāng)卸載時(shí)，彈性應(yīng)變能將全部釋放出來(lái)，物體的變形得以完全恢復(fù)；歸納起來(lái)，巖土材料有3點(diǎn)基本特性：。第一章 巖土類材料地質(zhì)工程或采掘工程中的巖土、煤炭、土壤，結(jié)構(gòu)工程中的混凝土、石料，以及工業(yè)陶瓷等，將這些材料統(tǒng)稱為巖土材料。巖土類材料的彈塑性力學(xué)模型及本構(gòu)方程巖土類材料的彈塑性力學(xué)模型及本構(gòu)方程摘要：本文主要結(jié)合巖土類材料的特性，開(kāi)展研究其在受力變形過(guò)程中的彈性及塑性變形的特點(diǎn)，描述簡(jiǎn)化的力學(xué)模型特征及對(duì)應(yīng)的適用條件，同時(shí)在分析研究其彈塑性力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，探究了關(guān)于巖土類介質(zhì)材料的各種本構(gòu)模型，如MC、DP、Cam、DC、LD及節(jié)理材料模型等，分析對(duì)應(yīng)使用條件，特點(diǎn)及公式，從而推廣到不同的材料本構(gòu)模型的研究，為彈塑性理論更好的延伸發(fā)展做一定的參考性。盡管材料力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜多變，但仍是有規(guī)律可循的，也就是說(shuō)可將各種反映材料力學(xué)性質(zhì)的應(yīng)力應(yīng)變曲線，進(jìn)行分析歸類并加以總結(jié)，從而提出相應(yīng)的變形體力學(xué)模型。正是由于不同的材料特性決定了巖土類材料和金屬材料的不同性質(zhì)。固體材料彈性變形具有以下特點(diǎn)：(1)彈性變形是可逆的。固體材料的塑性變形具有以下特點(diǎn)：因此，不能應(yīng)用疊加原理。第二章 彈塑性力學(xué)中常用的簡(jiǎn)化力學(xué)模型另一方面要注意所選取的力學(xué)模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)足夠簡(jiǎn)單，以便在求解具體問(wèn)題時(shí)，不出現(xiàn)過(guò)大的數(shù)學(xué)上的困難。巖土材料的力學(xué)性質(zhì)頗為復(fù)雜,這是因?yàn)樗鼈兪怯晒滔?土粒子)、液相(空隙中的水)、氣相(空隙中的空氣)組成,易受密度、空隙率、溫度、時(shí)間、水等因素影響。若不考慮材料的強(qiáng)化性質(zhì)，則可得到如圖21所示理想彈塑性模型，又稱為彈性完全塑性模型。圖中有兩條直線，其解析表達(dá)式為 （當(dāng)） （22）式中E及E1分別表示線段OA及AB的斜率。在許多實(shí)際工程問(wèn)題中，彈性應(yīng)變比塑性應(yīng)變小得多，因而可以忽略彈性應(yīng)變。式(25)所代表的曲線(如圖21所示)在ε=0處與ζ軸相切，而且有： （當(dāng)） （26）式（26)的第一式代表理想彈性模型，若將式中通過(guò)求解式(26)則可得ε=1，即所有特征。國(guó)內(nèi)學(xué)者作了大量的工作，新發(fā)展的廣義塑性力學(xué)既適應(yīng)巖土類摩擦材料，也適應(yīng)金屬，可以作為巖土塑性力學(xué)的理論基礎(chǔ)。 MohrCoulomb(MC)理想彈塑性模型Coulomb在土的摩擦試驗(yàn)、壓剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于1773年提出了庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則，即剪應(yīng)力屈服準(zhǔn)則，它認(rèn)為當(dāng)土體某平面上剪應(yīng)力達(dá)到某一特定值時(shí)，就進(jìn)入屈服。這個(gè)函數(shù)關(guān)系式通過(guò)試驗(yàn)確定。MC準(zhǔn)
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