基于广义位势理论的接触面本构模型一般表述

基于广义位势理论建立的岩土体材料本构模型以及岩土体材料与结构接触面本构模型原理相通，只是前者是在三轴剪切试验条件下的三维应力空间建模，后者是在单剪试验条件下的二维应力空间建模。单剪试验条件下土与结构的接触面问题可以看作是法向与切向应力空间上的二维问题，其试验结果可以表达成由应力、应变组成的二维矢量。结合接触面力学特性，确定应力空间中的势函数以及塑性状态方程，可以推导出双重势面接触面弹塑性本构方程的一般表达式。进一步取两个势函数分别为法向应力和切向应力，建立简化双重势面接触面弹塑性模型的本构方程，该方程可直接应用于有限元等数值分析。结合试验实例对建模方法的合理性进行验证，模型拟合效果良好。研究结果表明，基于广义塑性位势理论建立接触面本构模型无需推求塑性势函数和屈服函数，可以直接得到弹塑性刚度矩阵，且建模方便。