基于临界状态理论的尾砂广义塑性模型研究及其应用

发布时间：2018-11-17 11:46

【摘要】：为了建立更加准确合理的尾矿砂材料本构模型,结合试验结果对一种弹塑性砂土本构模型进行改进。基于尾矿砂三轴剪切试验结果,引入基于临界状态理论和状态参数,提出一种适用于尾矿砂的改进Pastor-Zienkiewicz III广义塑性模型。三轴试验结果和模型拟合结果对比表明,模型能有效反映尾砂主要应力 应变特性,克服原模型不能反映围压影响的缺陷。与Duncan-Chang模型相比,改进模型可以描述尾矿砂抗剪强度的应变软化效应和低围压下的剪胀特性等。最后将提出的模型初步应用于尾矿坝的有限元应力变形分析,尾矿坝水平位移趋向下游,最大值位于坝坡中部,沉降最大值位于坝体中部。计算结果表明,尾矿坝应力变形规律性良好,符合一般规律,改进广义塑性模型可以应用于尾矿坝的应力变形有限元分析中。
[Abstract]:In order to establish a more accurate and reasonable constitutive model of tailings, an improved constitutive model of elastic-plastic sandy soil was developed based on the experimental results. Based on the triaxial shear test results of tailings, an improved Pastor-Zienkiewicz III generalized plastic model for tailings is proposed based on the critical state theory and state parameters. The results of triaxial test and model fitting show that the model can effectively reflect the main stress and strain characteristics of tailings and overcome the defect that the original model can not reflect the influence of confining pressure. Compared with the Duncan-Chang model, the improved model can describe the strain-softening effect of the shear strength of tailings and the shear expansion characteristics of the tailings under low confining pressure. Finally, the proposed model is applied to the finite element stress and deformation analysis of the tailings dam. The horizontal displacement of the tailings dam tends to be downstream, the maximum value is located in the middle of the dam slope, and the maximum settlement lies in the middle of the dam body. The results show that the stress and deformation regularity of tailings dam is good, and the improved generalized plastic model can be applied to the finite element analysis of stress and deformation of tailings dam.
【作者单位】： 北京矿冶研究总院;北京矿冶研究总院金属矿山智能开采技术北京市重点实验室;南京水利科学研究院水利部土石坝破坏机制与防控技术重点实验室;
【基金】：水利部土石坝破坏机制与防控技术重点实验室开放基金项目(YK916004) 国家国际科技合作专项项目(2015DFA60330)~~
【分类号】：TD926.4

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本文编号：2337668