复杂应力路径下堆石料本构关系研究

已有研究表明,土石坝内堆石料在坝体填筑过程的应力路径可近似为等应力比的路径（q/p=常数）,水库蓄水时应力路径将发生转折,呈复杂的应力路径形态（dq/dp=常数）。在大型三轴仪上进行了两种应力路径的排水试验,即等应力比路径下的偏压试验和复杂应力路径下的剪切试验。根据试验结果提出了一个堆石料应力路径增量非线性弹性模型,模型采用三模量形式除可以描述堆石料等应力比路径的应力-应变特征外,通过转折后的路径特征构造合适的柔度矩阵,能够表达转折应力路径下的本构关系。对试验曲线进行拟合表明,应力路径模型能够较好地反映堆石料在复杂应力路径下的应力与变形特性。     

基于损伤扰动的土体本构关系研究

邓肯E-B模型无法描述软化土体的应力应变关系以及土体的剪胀效应；采用抛物线型体应变曲线的南水模型破坏时的剪胀率趋于定值，与实际土体不符。但南水模型适合描述应力应变峰值点前或最大剪胀率前土体的本构关系，邓肯模型适合描述的应变范围更小。因此，若要进行土工结构渐进破坏的分析计算，则需要建立一个适合于描述直至破坏的更大应变范围的土体本构关系。采用损伤扰动概念，将变形过程中的土体视为“相对完整”的未损伤土体和“完全调整”扰动土体的混合体，其应力应变关系可根据损伤扰动程度，由各自的应力应变关系组合确定。并根据试验提出了确定损伤扰动函数的计算公式。对体应变曲线，则采用抛物线加双曲线的形式加以描述。     

堆石料等应力比路径四模量增量非线性模型

已有研究表明,土石坝内堆石料在施工填筑期的应力路径可近似为主应力比为常数的路径。根据大型三轴仪上进行的两种应力路径排水试验,即等向压缩的固结试验和等应力比值的剪切试验,提出了一个四模量增量非线性模型。模型除给出了堆石料体积模量K和剪切模量G的表达式外,对剪应力产生的体积应变和平均主应力产生的剪切应变也分别采用了交叉模量J1、J2表达。通过与试验数据的对比表明,四模量增量非线性模型能够较好地预测堆石料在等应力比路径下的应力-应变关系。