從熱力學(xué)基本理論出發(fā),研究了海相軟土受力變形過程中的能量耗散。研究中區(qū)分了海相軟土中彈塑性變形引起的能量損失,與因土體內(nèi)部膠結(jié)結(jié)構(gòu)破壞引起的能量損失,引出了結(jié)構(gòu)性膠結(jié)損傷耗能的概念。在Collins的熱力學(xué)土體模型的基礎(chǔ)上,針對(duì)其不能考慮土體結(jié)構(gòu)性的不足加以改進(jìn),構(gòu)造了海相軟土的能量耗散函數(shù)。結(jié)構(gòu)性土體彈塑性模型的屈服軌跡、塑性流動(dòng)、硬化規(guī)律及彈性規(guī)律均可通過能量耗散函數(shù)推導(dǎo)得到。這種本構(gòu)模型的構(gòu)造方法掘棄了以德魯克公設(shè)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)塑性理論,自動(dòng)滿足熱力學(xué)定律,具有較為嚴(yán)密的數(shù)學(xué)和力學(xué)理論基礎(chǔ)。將本文提出模型的計(jì)算結(jié)果與人工制備海相軟土的三軸試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,初步驗(yàn)證了模型的適應(yīng)性與有效性。 

【文章來源】：地下空間與工程學(xué)報(bào). 2020,16(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

屈服面形狀

依據(jù)提出的土體熱力學(xué)模型理論框架，對(duì)于等溫變形的巖土體材料，只要確定耗散函數(shù)和自由能函數(shù)這2個(gè)函數(shù)，則彈塑性本構(gòu)關(guān)系(包括彈性關(guān)系、屈服條件、流動(dòng)法則和硬化規(guī)則等)就可以導(dǎo)出[18]，如圖2所示。Collins等[19-21]提出的適用于各向同性土的臨界狀態(tài)模型中耗散增量函數(shù)的通用表達(dá)式為:

考慮一單位體積的土體，在外荷載作用下發(fā)生變形，假設(shè)該過程與外界沒有熱交換。由熱力學(xué)第一定律可得，對(duì)于巖土材料而言，外力做功產(chǎn)生的機(jī)械能dw，一部分轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的重塑土(完全破壞土)的外力做功增量dw;另一部分轉(zhuǎn)化為重塑土與海相軟土在相對(duì)應(yīng)變形情況下的損失能量之差dw[27-28]，即把由于海相軟土結(jié)構(gòu)性導(dǎo)致的那部分額外能量損失定義為膠結(jié)損傷耗能，如圖3所示。式中:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3232549