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土的本构模型广义位势理论及应用

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:本章从数学的角度提出建立土的本构模型的一般理论和形式:首先提出建立土的本构模型的数学问题与任务,然后提出解决这一问题的几种理论方法,包括坐标直接变换法、导数表示的坐标变换法、张量定律,并清楚地表明各种物理力学假设的数学形式,从而形成土的本构模型的统一的和普遍的数学方程,最后提出可用于统一现有各种理论而又方便于建模应用的广义位势理论。

土的本构模型广义位势理论及应用

土作为一种工程材料,其力学性质十分复杂,除了它的非线性、弹塑性和剪胀(缩)性外,还特别表现在应力应变关系与应力历史和应力路径有关以及其初始和应力引起的各向异性;另外不同的土表现出应力应变关系的极大变异性。这些特性源于它的碎散性、多相性和是自然界中漫长地质历程的产物。而人们在传统力学中所建立的各种本构模型都远不能全面反映土的这些特性。任何本构模型都是在一定物理和力学的理想化的基础上,突出其主要性状,淡化及忽略其次要性状,以满足解决待定工程问题的需要。目前已建立起上百种土的本构模型,基本上从描述其他材料的本构理论移植而来的,在反映土的应力应变关系时都在物理和力学上做了极度的理想化和假设,从而伴以数学表达方面的相对简化和不可避免的片面性。已建立的林林总总的土的本构模型显得各树一帜,各有特色,很难看出它们之间的联系和数学实质,以及这些数学形式所对应的物理和力学上的理想化和假设。这就限制了人们的思维,不能从更广阔的数学视野上突破各种划定的本构模型的桎梏,从而阻碍了这一课题的进一步发展。比如在类比弹性理论中的弹性势理论,在弹塑性模型中建立了塑性位势理论;关于塑性应变增量方向的唯一性(关联或非关联流动规则)假设,应力全量与应变全量或塑性应变全量的唯一性假设,这些问题一方面需要精细和全面的土工试验来观测和验证,另一方面要深入到本构理论的数学实质,揭示这些特性和假设的数学基础。

本章从数学的角度提出建立土的本构模型的一般理论和形式:首先提出建立土的本构模型的数学问题与任务,然后提出解决这一问题的几种理论方法,包括坐标直接变换法、导数表示的坐标变换法、张量定律,并清楚地表明各种物理力学假设的数学形式,从而形成土的本构模型的统一的和普遍的数学方程,最后提出可用于统一现有各种理论而又方便于建模应用的广义位势理论。(www.xing528.com)

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