考虑相变状态及温度效应的冻结砂土非关联弹塑性本构模型

土力学; 临界应力; 相变状态; 温度效应; 非关联塑性流动; 冻结砂土;
["王钰轲","蒋睿","郭成超","王复明"] 2024-12-13 期刊论文
冻胀是影响冻土力学性质变化的主要因素,将导致冻土在受剪过程中产生更为显著的应变软化和剪胀特征。为了准确描述冻土的力学特征,引入相变状态概念对冻土的剪胀性进行描述,解决了仅采用临界状态理论难以统一软化和剪胀特征点非同步关系的问题,进一步结合分数阶塑性力学理论对冻土应力–应变的非关联塑性流动规律进行描述,避免了塑性势面的额外构建,并通过引入考虑温度影响的屈服函数描述冻土在不同温度下的力学响应。基于考虑相变的硬化法则和考虑温度影响的屈服条件,提出一种改进的弹塑性本构模型,并用于评价冻结砂土的力学特性,所建立模型将温度效应、相变状态、临界状态以及非关联塑性流动统一在弹塑性力学理论框架中,所有模型参数物理意义明确。最后,通过模拟冻结砂土的应力–应变行为,并与试验数据进行对比验证,结果表明本构模型能够有效捕捉不同温度和围压下冻结砂土的相变特征和应变软化规律。
来源平台:岩石力学与工程学报