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2024/11/13水利与建筑工程学院1
土的动应力－动应变关系
土的动应力应变关系特性土的构成：土颗粒构成的土骨架、空气、水随着动荷载的增大土体依次表现为：粘—弹性力学状态〔土骨架变形能恢复，土颗粒间移动耗能小〕塑性性能〔土颗粒连接破坏，土骨架产生不可恢复变形，土颗粒间移动耗能增大〕2
流动或破坏状态〔土颗粒间连接几乎完全破坏〕土体变形特点：由于土是由土骨架、孔隙水、及气体组成。在受到外荷载的作用下土骨架与孔隙水之间的摩擦使孔隙水和气体的排出受到阻碍从而使变形延迟，所以可将土体视为粘弹塑性体。2024/11/13水利与建筑工程学院3
非线性：可由骨干曲线反响出，骨干曲线的非线性反映了土体等效变形模量的非线性。2024/11/13水利与建筑工程学院4
注：骨干曲线：是受同一固结压力的土在不同动应力作用下每一周应力应变关系曲线滞回圈顶点的连线。2024/11/13水利与建筑工程学院5
滞后性：土体应力应变关系中的滞回圈反映了应变对应力的滞后性，应力最大值与应变最大值并不同相位。2024/11/13水利与建筑工程学院6
变形累积性：由于土体在受荷过程中会产生不可恢复的塑性变形，这局部变形在循环荷载下会逐渐积累，滞回圈中心的变化反映了土对荷载的积累效应。2024/11/13水利与建筑工程学院7
2024/11/13水利与建筑工程学院8应力应变关系力的学模型土受力后的表现可抽象为以下三个根本力学元件：弹性元件，粘性元件和塑性元件。对于弹性元件，动应力应变关系曲线为过坐标原点的一条斜直线，直线的斜率取决于弹性元件的弹性模量E，应力应变关系曲线内的面积等于零。对于塑性元件，动应力应变曲线为一个矩形，应力应变曲线内的面积等于矩形的面积。
2024/11/13水利与建筑工程学院9第一节应力应变关系力学模型的简析对于粘性元件，动应力应变关系为一椭圆形，应力应变曲线内的面积等于椭圆的面积，这一椭圆的面积正好等于粘性体在一个动应力周期内单位体积的应变能。根本元件组合模式的应力应变关系：弹塑性模式、粘弹性模式、粘塑性模式和双线性模式。观察其元件组合及应力应变形态。
2024/11/13水利与建筑工程学院10第一节应力应变关系力学模型的简析
2024/11/13水利与建筑工程学院11第一节应力应变关系力学模型的简析
三个元件组成的几种常见模型：理想弹塑性模型：由弹性原件和塑性元件的应力应变关系组合而成。它的应力应变关系为平行四边形。2024/11/13水利与建筑工程学院12
粘弹性体：根据土动力学的需要只分析滞后模型2024/11/13水利与建筑工程学院13
粘塑性体：其应力关系2024/11/13水利与建筑工程学院14
粘弹性模型等效线性模型〔Hardin-Drnevich模型〕等效线性模型就是将土视为粘弹性体，采用等效弹性模量E或G和等效阻尼比λ来反映土体的动应力-动应变关系的非线性和滞后性。2024/11/13水利与建筑工程学院15
Hardin等由实验得出土在周期荷载的作用下的应力应变骨干曲线为双曲线型其表达式为：2024/11/13水利与建筑工程学院16
根据动单剪实验求得G0和τy即可求相应于任意动剪应变γd的剪切弹性模量Gd。对于需要确定的另一个参数τy，通常可以近似的根据Mohr-Coulomb破坏理论求得2024/11/13水利与建筑工程学院17
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