循环荷载作用下基于隶属度函数的边界面模型.PDF

第３６卷第 １２期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３６ №．１２ ２０１５年１２月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｄｅｃ．２０１５ 循环荷载作用下基于隶属度函数的边界面模型 王喜刚，扶名福，胡小荣 （南昌大学工程力学研究所，江西 南昌３３００３１） 摘　 要：为了反映土体在循环荷载作用下塑性应变的累积特性和连续性，将隶属度函数引入到边界面模型中，在二维临 界土力学模型图基础上，构造了一个新三维空间锥体，利用该锥体建立了加载面与隶属度函数的一一对应关系。 根据隶 属度函数修正了塑性流动法则，使得模型对最大预应力具有部分记忆功能，并引入损伤参数，推导得到了模糊边界面模 型，通过动三轴实验确定了该模型的参数。 利用有限元的二次开发功能，将该模型引入到有限元中，得到了模型的数值 结果，通过与动三轴实验结果对比，发现两者吻合较好，证明了模型的合理性。 关键词：循环荷载；模糊边界面模型；隶属度函数；部分记忆；动三轴实验；有限单元法 ｄｏｉ：１０．１１９９０／ ｊｈｅｕ．２０１４０９０１７ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１３９０．ｕ１０４７．００６．ｈｔｍｌ 中图分类号：ＴＵ３４５　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１５）１２⁃１５６０⁃０５ Ｂｏｕｎｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｃｙｃｌｉｃ ｌｏａｄｉｎｇ ＷＡＮＧ Ｘｉｇａｎｇ，ＦＵ Ｍｉｎｇｆｕ，ＨＵ Ｘｉａｏｒｏｎｇ （Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｂｏｕｎｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕ⁃ ｏｕｓｐｌａｓｔｉｃ ｓｔｒａｉｎｕｎｄｅｒ ｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇ．Ａｎｅｗ ｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｏｎｅｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｏｉｌ ｍｏｄｅｌｆｉｇｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄｔｈｅｌｏａｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｏｎｅ．Ｔｈｅ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏ ｍｏｄｉｆｙ ｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｆｌｏｗ ｃｒｉｔｅｒｉａ，ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｍｅｍｏｒｉｚｅｄ；ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｄｅｄｕｃｅ ａｆｕｚｚｙ ｂｏｕｎｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｅｌ． Ａ ｄｙｎａｍｉｃ ｔｒｉａｘｉａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ． Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍａｔｃｈｅｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇ；ｂｏｕｎｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｅｌ；ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｐａｒｔｉａｌ ｍｅｍｏｒｙ；ｄｙｎａｍｉｃｔｒｉａｘｉａｌ ｅｘｐｅｒ⁃ ｉｍｅｎｔ；ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ 　 　 土体在循环荷载作用下，其应力应变关系比较 界面应力点以及