中主应力σ2对土强度影响课件.ppt

中主应力σ2对土强度的影响时间：时间： 20112011年年4 4月月主应力系数及Lode参数主应力系数bLode参数μ 中主应力的内摩擦角中主应力的内摩擦角φb 在真三轴条件下最大莫尔圆的相对位置关系中，定义考虑中主应力的内摩擦角φb 广义广义Mises准则及广义准则及广义Tresca准则准则 广义 Mises 准则：广义 Tresca 准则：式中，f1，f2—与内摩擦角有关的土性参数 k1，k2—与凝聚力及内摩擦角有关的土性参数 对于广义密西斯和广义屈雷斯加准则，只要两式进行变换，引入应力状态参数，消去中主应力σ2便可得出: 广义 Mises 准则：广义 Tresca 准则：Bishop 准则准则 A.W.Bishop根据三轴压缩与三轴伸长试验结果相同，而平面应变试验结果不同，提出一个修正后的摩尔-库伦准则：式中，Φ0是三轴压缩或伸长试验得出的指标，S是由平面应变试验结果来确定的参数Nagaraj 准则准则 T.S.Nagaraj等根据三轴压缩和三轴伸长试验结果都符合摩尔-库伦破坏准则的前提，对广义Mises准则从几何形式上做了修正，即将α1修改为：Nagaraj 准则准则广义 Mises 准则：Nagaraj 准则： Coleman 准则准则 J.Coleman 破坏准则表达式：式中，Coleman 准则准则将I1、J2、J3带入Coleman准则表达式，引入应力状态参数b，消去σ2，整理后便可以得到Coleman 准则 ：实验比较实验比较 为进行比较，我们将Φb=30°，b从0到1每隔0.1，按上述不同公式计算出了Φb值，列入表中。

准则3中的S是这样来确定的，假设b=0.5时的Φb值与准则4一致，以b=0.5代入,可得 Drucker-Prager准则准则（广义（广义Mises准则）准则）D-P准则建立在 Mises 准则的基础上，考虑了静水应力的影响，是广义 Mises 准则的一种线性表示，其表达式为TSUST 准则准则 俞茂宏在双剪理论的基础上，建立了一种以中主应力影响和适用于各种拉压不同特性材料为参数的双剪统一强度理论其主应力 F 表达式为 式中：m为统一强度理论参数，α为材料拉压强度比，C为材料拉伸强度，τs为材料抗剪强度TSUST 准则准则将主应力系数b和中主应力的内摩擦角φb代入式，经化简、整理可得Matsuoka-Nakai 准则准则H. Matsuoka和T. Nakai根据砂土复杂应力状态的试验结果，提出M-N准则：Matsuoka-Nakai 准则准则b=0，sinφb=sinφ0 FKZ 准则准则由能量原理可知，消耗于材料形状改变所作的功为：(1)符合摩尔符合摩尔-库伦准则库伦准则 (2)相同的形变能相同的形变能 (3) E和和υ是相同的是相同的 FKZ 准则准则将主应力系数b和中主应力的内摩擦角φb代入式，经化简、整理可得修正修正 L-D 准则准则P. V. Lade 和 J. M. Duncan根据砂土真三轴试验提出 L-D 准则 考虑黏聚力 修正L-D准则： 式中，修正修正 L-D 准则准则将主应力系数b、中主应力的内摩擦角φb、I1和I3代入，整理后可得实验结果比较 采用各准则的关系与砾石料(等中主应力系数加载)、密砂(真三轴)和黄土(真三轴)三种典型材料的试验结果进行了比较，各准则所用的计算参数见表2。

砾石料砾石料φb-b关系关系砾石料砾石料φb-b关系关系砾石料砾石料φb-b关系关系砾石料砾石料φb-b关系关系砾石料砾石料φb-b关系关系密砂和黄土密砂和黄土φb-b关系关系密砂和黄土密砂和黄土φb-b关系关系密砂和黄土密砂和黄土φb-b关系关系密砂和黄土密砂和黄土φb-b关系关系密砂和黄土密砂和黄土φb-b关系关系结论结论（（1） 摩尔-库伦准则，中主应力对强度没有影响， 反映了极小值的情况，广义密西斯准则影响最大，反映了极大值情况，其他准则介于两者之间；（2） D-P 准则的φb-b关系为一先增后减曲线，因与试验结果偏差较大，不适用于内摩擦角较大的砾石料和密砂；（3） TSUST 表达式较为简洁，基本能反映试验情况，且参数较少，便于工程应用；结论结论（（4） M-N准则曲线对黄土的标准差最小，较适用于内摩擦角较小的岩土材料；（5） FKZ 准则对 3 种典型材料都有较好的适用性，尤其在砾石料高σ3条件下，较其他准则与试验值拟合较好6） 修正 L-D 准则在砾石料、密砂和黄土中，都很好地反映了试验的情况，尤其适用于内摩擦角较大的岩土材料拟合程度明显优于M-N准则。