【文章內(nèi)容簡介】 質(zhì)的流變學(xué)分類法中兩個典型性質(zhì)或理想模型；同一種材料在不同條件下可以主要表現(xiàn)為彈性的或塑性的。因此，所謂彈性材料或彈性物體是指在—定條件下主要呈現(xiàn)彈性性態(tài)的材料或物體。塑性材料或塑性物體的含義與此相類。如上所述。大多數(shù)材料往往都同時具有彈性和塑性性質(zhì)，特別是在塑性變形階段，變形中既有可恢復(fù)的彈性變形，又有不可恢復(fù)的塑性變形，因此有時又稱為彈塑性材料。塑性力學(xué)和彈性力學(xué)的區(qū)別在于，塑性力學(xué)考慮物體內(nèi)產(chǎn)生的永久變形，而彈性力學(xué)不考慮；和流變學(xué)的區(qū)別在于，塑性力學(xué)考慮的永久變形只與應(yīng)力和應(yīng)變的歷史有關(guān)，而不隨時間變化，而流變學(xué)考慮的永久變形則與時間有關(guān)。彈性力學(xué)：（1）假設(shè)物體是連續(xù)的。就是說物體整個體積內(nèi)，都被組成這種物體的物質(zhì)填滿，不留任何空隙。這樣，物體內(nèi)的一些物理量，例如：應(yīng)力、應(yīng)變、位移等，才可以用坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)表示。（2）假設(shè)物體是線彈性的。就是說當(dāng)使物體產(chǎn)生變形的外力被除去以后，物體能夠完全恢復(fù)原來形狀，不留任何殘余變形。而且，材料服從虎克定律，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。（3）假設(shè)物體是均勻的。就是說整個物體是由同一種質(zhì)地均勻的材料組成的。這樣，整個物體的所有部分才具有相同的物理性質(zhì)，因而物體的彈性模量和泊松比才不隨位置坐標(biāo)而變。（4）假設(shè)物體是各向同性的。也就是物體內(nèi)每一點各個不同方向的物理性質(zhì)和機械性質(zhì)都是相同的。塑性力學(xué)：（1）材料是連續(xù)的，均勻的。（2）平均正應(yīng)力（靜水壓力）不影響屈服條件和加載條件。（3）體積的變化是彈性的。（4）不考慮時間因素對材料性質(zhì)的影響。（一）彈性力學(xué)彈性力學(xué)問題的求解主要是基于以下幾個理論基礎(chǔ)。彈性力學(xué)是一門力學(xué)，它服從Newton所提出的三大定律，即慣性定律﹑運動定律，以及作用與反作用定律。質(zhì)點力學(xué)和剛體力學(xué)是從Newton定律演繹出來的，而彈性力學(xué)不同于理論力學(xué)，它還有新假設(shè)和新定律。所謂連續(xù)性假設(shè)，就是認(rèn)定彈性體連續(xù)分布于三維歐式空間的某個區(qū)域之內(nèi)，與此相伴隨的，還認(rèn)定彈性體中的所有物理量都是連續(xù)的。也就是說，我們將假定密度、位移、應(yīng)變、應(yīng)力等物理量都是空間點的連續(xù)變量，而且也將假定空間的點變形前與變形后應(yīng)該是一一對應(yīng)的。所謂廣義Hooke定律，就是認(rèn)為彈性體受外載后其內(nèi)部所生成的應(yīng)力和應(yīng)變具有線性關(guān)系。對于大多數(shù)真實材料和人造材料，在一定的條件下，都符合這個實驗定律。線性關(guān)系的Hooke定律是彈性力學(xué)特有的規(guī)律，是彈性力學(xué)區(qū)別于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)其他分支的標(biāo)識。Newton定律、連續(xù)性假設(shè)和廣義Hooke定律，這三方面構(gòu)成了彈性力學(xué)的理論基礎(chǔ)。（二）塑性力學(xué)人們對塑性變形基本規(guī)律的認(rèn)識主要來自于實驗。從實驗中找出在應(yīng)力超出彈性極限后材料的特性，將這些特性進(jìn)行歸納并提出合理的假設(shè)和簡化模型，確定應(yīng)力超過彈性極限后材料的本構(gòu)關(guān)系，從而建立塑性力學(xué)的基本方程。解出這些方程，便可得到不同塑性狀態(tài)下物體內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變。塑性力學(xué)研究的基本試驗有兩個。一是簡單拉伸實驗，另一是靜水壓實驗。從材料簡單拉伸的應(yīng)力應(yīng)變曲線可以看出，塑性力學(xué)研究的應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是非線性的，它們的關(guān)系也不是單值對應(yīng)的。而靜水壓可使材料可塑性增加，使原來處于脆性狀態(tài)的材料轉(zhuǎn)化為塑性材料。為了便于計算，人們往往根據(jù)實驗結(jié)果建立一些假設(shè)。比如：材料是各向同性和連續(xù)的；材料的彈性性質(zhì)不受影響；只考慮穩(wěn)定材料；與時間因素?zé)o關(guān)等。對于不同的材料，不同的應(yīng)用領(lǐng)域，我們可以采用不同的變形體的模型，這種模型必須符合材料的實際性質(zhì)。不同的材料有不同的拉伸曲線，但它們具有一些共同性質(zhì)?？偠灾?，彈性與塑性有著密切的聯(lián)系，同時又有著各自的定義及方法。隨著生產(chǎn)和科學(xué)研究不斷發(fā)展的要求，彈性力學(xué)和塑性力學(xué)也必將得到進(jìn)一步的發(fā)展。彈塑性力學(xué)在樁基礎(chǔ)、淺基礎(chǔ)、邊坡、碼頭、隧道、橋梁等工程方面的應(yīng)用十分廣泛。下面就列舉一下有關(guān)彈塑性力學(xué)的工程應(yīng)用實例。大梁隧道(DK328+820～DK335+370)為蘭新鐵路第二雙線甘青段關(guān)鍵性工程，全長6550m，為雙線鐵路隧道，位于青海省門源縣，軌面最高海拔3907m，地處祁連山中高山區(qū)，平均海拔3600～4200m，最高海拔為4430m。洞內(nèi)線路縱坡為6‰－10‰的人字坡。隧道設(shè)一斜井，斜井長度1070m，進(jìn)入正洞里程DK331+866處。針對大梁隧道工程地質(zhì)特點，開展隧洞開挖后圍巖大變形現(xiàn)場監(jiān)測與分析，得知隧洞變形具有變形速度快、持續(xù)時間長和變[1]形量大的特點，最大下沉量可達(dá)55cm。通過開展巖石試樣單軸、三軸壓縮破壞試驗，采用廣義HoekBrown準(zhǔn)則，確定巖體常規(guī)彈塑性力學(xué)參數(shù)；結(jié)合隧洞變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，將隧洞圍巖視為具有彈塑性流變行為的連續(xù)介質(zhì)，采用經(jīng)驗流變模型，開展有限元反演分析，得到巖體流變力學(xué)參數(shù)。根據(jù)數(shù)值仿真結(jié)果，分析隧道圍巖位移、應(yīng)力及損傷區(qū)分布規(guī)律，從而為支護(hù)方案修改設(shè)計和參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)。在上述研究基礎(chǔ)上，應(yīng)用新奧法施工力學(xué)原理，提出加大預(yù)留變形量，拱頂超前注漿加固圍巖，打拱腳長錨桿控制拱架整體下沉，并采用鋼拱架(拱架之間采用型鋼連接)+錨桿+鋼筋網(wǎng)協(xié)同支護(hù)，構(gòu)成軟巖大變形洞段聯(lián)合支護(hù)方案，成功解決了大梁隧道破碎、軟弱圍巖地段的施工與支護(hù)難題，經(jīng)施工后巷道穩(wěn)定性良好。結(jié)合湖北隨州兩河口水庫大壩防滲墻的工程實例，采用外摻膨潤土技術(shù)將水膠比、膨潤土摻量和砂率作為三因素進(jìn)行混凝土配合比正交試驗，研究各因素對塑性混凝土性能的影響，提出滿足工程要求的混凝土配合比。結(jié)合湖北蘄春大同水庫大壩防滲墻的工程實例，針對低彈塑性混凝土的特點，對混凝土的配合比及性能進(jìn)行了研究，采用外摻膨潤土、粘土、粉煤灰及土灰同摻的方法進(jìn)行試驗，研究各種外摻材料對低彈塑性混凝土的影響，提出滿足工程要求的混凝土配合比。低彈塑性混凝土的具有抗壓強度較低，彈性模量較低，滲透系數(shù)較小的力學(xué)性能，很適合于水利工程中作為大壩基礎(chǔ)的防滲墻。文獻(xiàn)[2]結(jié)合兩個水利工程實例，在實驗室采用摻加摻合料的方法及正交試驗等方式對防滲墻低彈塑性混凝土綜合試驗，經(jīng)過對配制的塑性混凝土力學(xué)性能進(jìn)行分析，并且確定了防滲墻施工的配合比，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用驗證了施工的低彈塑性混凝土滿足防滲墻設(shè)計要求。陳軍明在文獻(xiàn)[3]中通過分析我國現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB500172003，對比美、歐規(guī)范，針對鋼結(jié)構(gòu)常用受力構(gòu)件設(shè)計的強度問題和穩(wěn)定問題涉及到的彈塑性理論應(yīng)用，通過研究鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計原理和彈塑性設(shè)計方法，深入分析彈性設(shè)計理論和彈塑性設(shè)計理論的差異，認(rèn)識到彈塑性理論在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的必要性。舟山國家石油儲備基地位于寧波以東某島，南鄰東海，庫區(qū)占地面積137公頃，設(shè)計總庫容為500萬m3，油罐共9組，每組油罐最多