粗粒料蠕变行为本构模拟研究
发布时间：2021-11-17 13:43
基于粗粒料蠕变变化规律分析,提出了粗粒料蠕变指数型经验模型及最终蠕变相关表达式。在耦合破碎与摩擦耗能本构模型框架内,将上述蠕变经验表达式嵌入硬化规则,构建了粗粒料弹黏塑性本构模型。采用粗粒料三轴剪切与蠕变试验测试数据初步验证了上述模型的合理性与可靠性。对一粗粒料高填方体进行数值模拟,结果表明:模型预测所得应力的时空变化规律与现场实测变化趋势基本吻合;在竣工后近3 a内,高填方体沉降模型预测结果与监测结果较好吻合;粗粒料蠕变效应较为显著,是相关高填方体工后长期变形的重要诱因。
【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
粗粒料级配曲线
.762.481.5629.80.480.0620.810.0190.38图1粗粒料级配曲线Fig.1Grain-sizedistributioncurveofcoarse-grainedmaterials(CGMs)在测试过程中，先施加一定的围压使试样固结；之后保持围压不变，施加偏应力进行试样剪切；至预设应力水平时，保持围压和偏应力不变，对试样进行该级荷载下的蠕变试验，至变形稳定时结束试验，每个试样试验耗时约10d。采用自编本构程序对上述三轴蠕变试验进行了数值模拟，粗粒填料弹黏塑性模型参数见表1。数值预测与试验测试结果对比分析如下所示。（1）应力–应变–体变曲线图2为填料的应力–应变–体变曲线，由图2可图2粗粒料应力–应变–体变预测结果与测试结果对比Fig.2Comparisonbetweenmodelpredictionsandtestresultsof.stress-strain-volumechangeofCGMs知：在本次试验围压范围内，填料呈现较为微弱的软化与剪胀特性；除在较高围压时预测曲线与实测结果有所偏差之外，模型预测结果与三轴试验结果较为吻合。可见，该模型能够较为合理地描述三轴剪切过程中粗粒填料的软化/硬化和剪胀/剪缩特性。（2）总体变–时间曲线图3为填料的总体变–时间曲线，限于篇幅只给出上、下限围压对应结果。由图3可知：在达到预定应力水平后1h内，填料体变陡然增加，而后其体变随时间缓慢增长并最终趋于稳定；在较高围压时模型预测结果稍大于试验测试结果，而在较低围压时预测结果与测试结果较为吻合。因此，该模型可较好地预测粗粒填料在瞬时加载与蠕变阶段的变形发展规律。图3粗粒料体积蠕变-时间曲线预测结果与测试结果对比Fig.3ComparisonbetweenmodelpredictionsandtestresultsofvolumetriccreepofCGMs4山区高填方体工后变形数值模拟4.1计算模型针对一山区高填方
比分析如下所示。（1）应力–应变–体变曲线图2为填料的应力–应变–体变曲线，由图2可图2粗粒料应力–应变–体变预测结果与测试结果对比Fig.2Comparisonbetweenmodelpredictionsandtestresultsof.stress-strain-volumechangeofCGMs知：在本次试验围压范围内，填料呈现较为微弱的软化与剪胀特性；除在较高围压时预测曲线与实测结果有所偏差之外，模型预测结果与三轴试验结果较为吻合。可见，该模型能够较为合理地描述三轴剪切过程中粗粒填料的软化/硬化和剪胀/剪缩特性。（2）总体变–时间曲线图3为填料的总体变–时间曲线，限于篇幅只给出上、下限围压对应结果。由图3可知：在达到预定应力水平后1h内，填料体变陡然增加，而后其体变随时间缓慢增长并最终趋于稳定；在较高围压时模型预测结果稍大于试验测试结果，而在较低围压时预测结果与测试结果较为吻合。因此，该模型可较好地预测粗粒填料在瞬时加载与蠕变阶段的变形发展规律。图3粗粒料体积蠕变-时间曲线预测结果与测试结果对比Fig.3ComparisonbetweenmodelpredictionsandtestresultsofvolumetriccreepofCGMs4山区高填方体工后变形数值模拟4.1计算模型针对一山区高填方实体工程，采用ABAQUS软件建立了最大填方高度处横剖面数值模型（如图4所示）。该路基底部以下为风化基岩，最大填方高度80
【参考文献】：
期刊论文
[1]砂土的UH模型[J]. 姚仰平,刘林,罗汀. 岩土工程学报. 2016(12)
[2]堆石料的劣化变形和本构模型[J]. 张丙印,孙国亮,张宗亮. 岩土工程学报. 2010(01)
[3]堆石料长期变形的室内试验研究[J]. 王海俊,殷宗泽. 水利学报. 2007(08)
[4]红砂岩粗粒土流变工程特性试验研究[J]. 陈晓斌,张家生,封志鹏. 岩石力学与工程学报. 2007(03)
[5]堆石料蠕变特性试验研究[J]. 程展林,丁红顺. 岩土工程学报. 2004(04)
[6]一个用于面板坝流变分析的堆石流变模型[J]. 王勇,殷宗泽. 岩土力学. 2000(03)
本文编号：3501033
【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
粗粒料级配曲线
.762.481.5629.80.480.0620.810.0190.38图1粗粒料级配曲线Fig.1Grain-sizedistributioncurveofcoarse-grainedmaterials(CGMs)在测试过程中，先施加一定的围压使试样固结；之后保持围压不变，施加偏应力进行试样剪切；至预设应力水平时，保持围压和偏应力不变，对试样进行该级荷载下的蠕变试验，至变形稳定时结束试验，每个试样试验耗时约10d。采用自编本构程序对上述三轴蠕变试验进行了数值模拟，粗粒填料弹黏塑性模型参数见表1。数值预测与试验测试结果对比分析如下所示。（1）应力–应变–体变曲线图2为填料的应力–应变–体变曲线，由图2可图2粗粒料应力–应变–体变预测结果与测试结果对比Fig.2Comparisonbetweenmodelpredictionsandtestresultsof.stress-strain-volumechangeofCGMs知：在本次试验围压范围内，填料呈现较为微弱的软化与剪胀特性；除在较高围压时预测曲线与实测结果有所偏差之外，模型预测结果与三轴试验结果较为吻合。可见，该模型能够较为合理地描述三轴剪切过程中粗粒填料的软化/硬化和剪胀/剪缩特性。（2）总体变–时间曲线图3为填料的总体变–时间曲线，限于篇幅只给出上、下限围压对应结果。由图3可知：在达到预定应力水平后1h内，填料体变陡然增加，而后其体变随时间缓慢增长并最终趋于稳定；在较高围压时模型预测结果稍大于试验测试结果，而在较低围压时预测结果与测试结果较为吻合。因此，该模型可较好地预测粗粒填料在瞬时加载与蠕变阶段的变形发展规律。图3粗粒料体积蠕变-时间曲线预测结果与测试结果对比Fig.3ComparisonbetweenmodelpredictionsandtestresultsofvolumetriccreepofCGMs4山区高填方体工后变形数值模拟4.1计算模型针对一山区高填方
比分析如下所示。（1）应力–应变–体变曲线图2为填料的应力–应变–体变曲线，由图2可图2粗粒料应力–应变–体变预测结果与测试结果对比Fig.2Comparisonbetweenmodelpredictionsandtestresultsof.stress-strain-volumechangeofCGMs知：在本次试验围压范围内，填料呈现较为微弱的软化与剪胀特性；除在较高围压时预测曲线与实测结果有所偏差之外，模型预测结果与三轴试验结果较为吻合。可见，该模型能够较为合理地描述三轴剪切过程中粗粒填料的软化/硬化和剪胀/剪缩特性。（2）总体变–时间曲线图3为填料的总体变–时间曲线，限于篇幅只给出上、下限围压对应结果。由图3可知：在达到预定应力水平后1h内，填料体变陡然增加，而后其体变随时间缓慢增长并最终趋于稳定；在较高围压时模型预测结果稍大于试验测试结果，而在较低围压时预测结果与测试结果较为吻合。因此，该模型可较好地预测粗粒填料在瞬时加载与蠕变阶段的变形发展规律。图3粗粒料体积蠕变-时间曲线预测结果与测试结果对比Fig.3ComparisonbetweenmodelpredictionsandtestresultsofvolumetriccreepofCGMs4山区高填方体工后变形数值模拟4.1计算模型针对一山区高填方实体工程，采用ABAQUS软件建立了最大填方高度处横剖面数值模型（如图4所示）。该路基底部以下为风化基岩，最大填方高度80
【参考文献】：
期刊论文
[1]砂土的UH模型[J]. 姚仰平,刘林,罗汀. 岩土工程学报. 2016(12)
[2]堆石料的劣化变形和本构模型[J]. 张丙印,孙国亮,张宗亮. 岩土工程学报. 2010(01)
[3]堆石料长期变形的室内试验研究[J]. 王海俊,殷宗泽. 水利学报. 2007(08)
[4]红砂岩粗粒土流变工程特性试验研究[J]. 陈晓斌,张家生,封志鹏. 岩石力学与工程学报. 2007(03)
[5]堆石料蠕变特性试验研究[J]. 程展林,丁红顺. 岩土工程学报. 2004(04)
[6]一个用于面板坝流变分析的堆石流变模型[J]. 王勇,殷宗泽. 岩土力学. 2000(03)
本文编号：3501033
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