中主應力系數影響下的凍結砂土損傷本構模型

作者：麻世壟,姚兆明,劉爽,潘旋

摘要：人工凍結法是飽水砂層開挖過程中常用的止水和臨時支護方法,通過凍土損傷特性研究為凍土力學特性和凍結體穩定性分析奠定基礎。為研究凍結砂土的損傷力學特性,在–5℃下進行了不同中主應力系數的凍結砂土三維室內試驗。從凍土微元破壞服從Weibull隨機分布的特點出發,將Drucker-Prager強度準則作為凍土微元統計分布變量,利用應變等價性假說,建立了三維應力狀態下凍結砂土損傷本構模型;在此基礎上,討論模型參數F0與m和中主應力系數的關系,對模型參數進行合理修正,建立中主應力系數影響下的凍結砂土損傷本構模型,并與試驗結果進行對比。分析結果表明:參數F0和m隨著中主應力系數的增大呈現先減小后增大的趨勢;參數F0反映了凍結砂土的強度特性,參數m代表了凍結砂土的延性及脆性特征,考慮中主應力系數影響的凍結砂土損傷本構模型能很好地模擬凍結砂土應力–應變全過程曲線。研究成果為人工凍結法工程設計提供一定的理論依據。

發文機構：煤礦深井建設技術國家工程實驗室 安徽理工大學土木建筑學院

關鍵詞：三軸應力狀態中主應力系數DRUCKER-PRAGER準則WEIBULL分布損傷本構模型triaxial stress stateintermediate principal stress coefficientDrucker-Prager criterionWeibull distributiondamage constitutive model

分類號： TU443[建筑科學—巖土工程]