堆石料三维多重机构边界面模型研究

发布时间：2021-03-27 11:53

　　堆石料常运用于水利、港口等基础工程的建设中,具有十分重要的工程应用价值。作为堆石坝的重要组成材料,堆石料具有许多优秀的工程特性,比如承载力高,压实性能好,透水性强,填筑密度大,沉陷变形小以及可就地取材等。随着堆石坝坝高和规模的扩大,对堆石料本身特性例如剪胀、颗粒破碎的研究就显得更加重要。为了建立起合理的堆石料本构模型,正确地分析堆石料本身的强度和变形特性并进行数值模拟,本文提出了堆石料三维多重机构边界面模型,与多组堆石料试验结果进行了数值模拟对比,具体的研究工作和成果如下。（1）堆石料的应力应变特性与材料的密度、压力等状态密切相关。针对堆石料的变形与强度非线性,在临界状态和边界面弹塑性理论框架内,建立了一个堆石料状态相关三维多重机构边界面模型。模型将复杂的宏观变形行为分解为一个宏观体应变机构和一系列空间分布的相互独立虚拟微观剪切机构。每个微观剪切机构包含3个方向的微观剪应力-应变关系和微观应力-剪胀关系。引入一个与密度、压力相关的状态参数,用以统一描述不同状态下堆石料的变形和强度特性。模型包含13个参数,多数具有明确的物理意义。对多组堆石料三轴压缩试验结果进行模拟计算,模型模拟值与试验... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１单位球面单元??如图２．１所示，在球体单元中，微观剪切机构的方向可以由单位法向矢量ｎ表??

?ｍ＝＼?ｋ＝＼??式中：Ｗｗ代表球面积分点的加权系数；上标（ｗ）代表球面上一系列积分点序号，??本文采用Ｍ?＝２１，包含２１个积分点，积分点的方向如图２．２所示。??１８０．０°??２０４．９°?１５５．１°??＼?９０於■‘一、！??２２５．０°?１３５．０°??２４５－ｉ＾５＾ｙｘ＞＾ｉｉ４－９°??９。．〇。??２７０．０＾－．?．ｐＵｌ－ｉ—￣＿??屬黎??３１５．０°—７＾＾?４５?０°??３３５．１?°?＾１１＂?２４．９°??Ｘ］００。??图２．２积分点方向??此外，如前文所提，剪胀引起的体应变也是组成体应变的一部分。这祌宏观??体积应变可以看做由微观剪切机制下的无数微观体积应变所组成。基于虚功互补??理论，宏微观下的虚功增量平衡方程可如下表示??＾?ｄ＾ｖｄ５ｐ?＝?２?Ｊｎ?Ｘ?＾?ｄ?＇?（ｎ）５ｐｄｆｉ?（２－５）??１２??

NAT1-F4在}_}(p币.)平面的临界状态线

【参考文献】：
期刊论文
[1]堆石料广义塑性模型研究[J]. 卞士海,李国英,魏匡民,周健.  岩土工程学报. 2017(06)
[2]一个基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型[J]. 刘斯宏,邵东琛,沈超敏,王子健.  岩土工程学报. 2017(05)
[3]筑坝堆石料邓肯-张模型参数确定方法的改进[J]. 刘大康,刘京茂,孔宪京,邹德高.  水利与建筑工程学报. 2016(03)
[4]不同中主应力条件下粗粒土应力变形特性试验研究[J]. 潘家军,程展林,余挺,江洎洧,左永振,徐晗.  岩土工程学报. 2016(11)
[5]考虑级配和颗粒破碎影响的堆石料临界状态研究[J]. 蔡正银,李小梅,韩林,关云飞.  岩土工程学报. 2016(08)
[6]基于状态参数的筑坝粗粒土本构模型[J]. 魏匡民,陈生水,李国英,傅中志.  岩土工程学报. 2016(04)
[7]考虑细观单粒强度的堆石料破碎特性研究[J]. 迟世春,王峰,贾宇峰,李士杰.  岩土工程学报. 2015(10)
[8]球应力和偏应力对粗粒土变形影响的真三轴试验研究[J]. 施维成,朱俊高,代国忠,卢曦.  岩土工程学报. 2015(05)
[9]筑坝土石料的统一广义塑性本构模型[J]. 朱晟,魏匡民,林道通.  岩土工程学报. 2014(08)
[10]紫坪铺面板坝堆石料颗粒破碎试验研究[J]. 孔宪京,刘京茂,邹德高,付猛.  岩土力学. 2014(01)

博士论文
[1]堆石料和接触面弹塑性本构模型及其在面板堆石坝中的应用研究[D]. 刘京茂.大连理工大学 2015
[2]堆石料的颗粒破碎应变及其数学模拟[D]. 孔德志.清华大学 2009
[3]考虑颗粒破碎的粗粒土本构关系研究[D]. 贾宇峰.大连理工大学 2008



本文编号：3103467