层状地质材料弹性张量求解及应用.pdfVIP

第 27 卷 第 5 期 岩石力学与工程学报 Vol.27 No.5 2008 年 5 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering May ，2008 层状地质材料弹性张量求解及应用 卢应发，杨丽平，陈高峰，罗先启 (三峡大学 三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北 宜昌 443002) 摘要：有效弹性张量的确定是土木工程研究者一个重要课题，正确决定宏观有效弹性张量往往是计算结果是否成 功的关键。现行主要流行的方法主要有：对弹性张量各元素采用简单体积平均法(方法一) 、自洽法 (方法二) 、 Hashin-Strikman 法上限(方法三)和 Hashin-Strikman 法下限(方法四) 。利用均匀化技术，在横观各向同性成层地质 材料满足位移和应力相等的条件下，获得了宏观弹性张量的具体表达形式(方法五) 。在特殊条件下，该表达方程 可以简化为自洽法和简单的体积平均法。在实例和应用研究的基础上，对 5 种方法进行了对比分析。研究结果表 明，所提出的方法可以综合描述平行流模型和系列流模型，且弹性张量各组成部分上、下限值不是 Hashin-Strikman 上下限法所指定的范围，其下限应为自洽法的结果；除元素Ceff 外，其上限应为 Hashin-Strikman 上限法结果。这 1133 种研究对边坡、坝基等土木工程的计算和分析具有重要作用。 关键词：固体力学；横观各向同性地质材料；有效弹性张量；比较分析 中图分类号：O 34 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2008)05 –0922 –09 RESEARCH ON ELASTIC TENSOR RESOLUTION IN STRATIFIED GEOMATERIAL AND ITS APPLICATION LU Yingfa ，YANG Liping ，CHEN Gaofeng，LUO Xianqi (Key Laboratory of Geological Hazards on Three Gorges Reservoir Area ，Ministry of Education ，China Three Gorges University， Yichang，Hubei 443002 ，China) Abstract ：The determination of effective elastic tensor is very important for civil engineering researchers ；and it is essential to calculate the effective elastic tensor in order to obtain the rational results. Four kinds of methods for current effective elastic tensor determination are shown：volumetrical average method ，self-consist method， Hashin-Strikman method(upper limit method) and Hashin-Strikman method(lower limit method) for every component in the effective elastic tensor. Base