水泥土剪胀特性三轴试验与数值模拟验证

分类： 力学 >> 固体力学 提交时间： 2023-06-21 合作期刊: 《应用力学学报》

许胜才 蔡军 甘彬宏

摘要： 水泥土材料在剪切破坏过程中常会产生剪胀现象,但目前基于Mohr-Coulomb强度理论的恒定剪胀角模型不能正确表达水泥土材料在变形破坏过程中的非线性体积变化行为。因此,根据不同水泥掺入比和围压条件下的水泥土三轴压缩试验,结合塑性力学理论,采用非线性拟合方法建立了能同时考虑单轴抗压强度、平均应力和等效塑性应变影响的剪胀角模型,并运用有限元技术进行了数值模拟验证。结果表明,水泥土三轴试验的应力-应变曲线呈软化型,水泥土发生破坏后会伴随着明显的体积膨胀。水泥土的剪胀行为通常用剪胀角来量化,考虑平均应力和等效塑性应变影响的剪胀角模型能够合理表达水泥土在峰后的非线性体积变化行为,模拟结果与试验结果具有较好的一致性。而将剪胀角取为恒定值会出现高估或低估剪胀效应的情况,不能正确反映水泥土峰后的非线性体积变化规律。

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