常用土体本构模型及其特点小结.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑常用土体本构模型及其特点小结 常用土体本构模型及其特点小结 ------- 山中一草 ? 线弹性模型 线弹性模型遵从虎克定律，只有2个参数，即弹性模量E和泊松比v，它是最简朴的应力-应变关系，但无法描述土的好多特征，主要应用于早期的有限元分析及解析方法中，可用来近似模拟较硬的材料如岩土 ? Duncan-Chang（DC）模型 DC模型是一种非线性弹性模型，它用双曲线来模拟土的三轴排水试验的应力-应变关系（图1）它侧重于刻画土体应力-应变曲线非线性的简朴特征，通过弹性参数的调整来近似地考虑土体的塑性变形但所用的理论依旧是弹性理论而没有涉及到任何塑性理论，故仍不能反映如应力路径对变形的影响、土体的剪胀特性和球应力对剪应变的影响等土体的好多重要性质由于DC模型是在为常数的常规三轴试验根基上提出的，对比适用于围压不变或变化不大、轴压增大的处境，如模拟土石坝和路堤的填筑 ? Mohr-Coulomb（MC）模型 MC模型是一种弹-梦想塑性模型，它综合了胡克定律和Coulomb破坏准那么有5个参数，即操纵弹性行为的2个参数：弹性模量E和泊松比v及操纵塑性行为的3个参数：有效黏聚力c、有效内摩擦角和剪胀角。

MC模型采用了弹塑性理论，能较好地描述土体的破坏行为但却认为土体在达成抗剪强度之前的应力-应变关系符合胡克定律，因而并不能较好地描述土体在破坏之前的变形行为，且不能考虑应力历史的影响及区分加荷和卸荷故MC模型能较好地模拟土体的强度问题，MC模型的六凌锥形屈服面（图2）与土样真三轴试验的应力组合形成的屈服面吻合得较好，因此MC模型适合于低坝、边坡等稳定性问题的分析 ? Drucker -Prager（DP）模型 DP模型对MC模型的屈服面函数作了适当的修改，采用圆锥形屈服面（图3）来代替MC模型的六凌锥屈服面，易于程序的编制和举行数值计算它存在与MC模型同样地缺点，相对而言，在模拟岩土材料时，MC模型较DP模型更加适合 ? 修正剑桥模型（MCC） MCC模型为等向硬化的弹塑性模型，它修正了剑桥模型的弹头形屈服面，采用帽子屈服面（椭圆形）（图4），以塑性体应变为硬化参数，能较好地描述黏性土在破坏之前的非线性和凭借于应力水平或应力路径的变形行为，MCC模型从理论上和试验上都较好地表明了土体的弹塑性变形特征，是应用最为广泛的软土本构模型之一。

它需要4个模型参数，即原始压缩曲线的斜率（图5）、回弹曲线斜率、CSL线的斜率、弹性参数泊松比v此外，还需2个状态参数，即初始孔隙比和前期固结压力 — 3 —。