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山东大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (2): 59-65.

• 土木工程 • 上一篇    下一篇

长期交通荷载作用下粉砂土累积变形本构模型构建及数值积分格式

张宏博,苗海涛,宋修广   

  1. 山东大学土建与水利学院, 山东 济南 250061
  • 收稿日期:2009-05-12 出版日期:2010-04-16 发布日期:2009-05-12
  • 作者简介:张宏博(1977- ),男,山东金乡人,博士,讲师,主要研究方向为道路工程及岩土工程. E-mail:sd-jxzhb@163.com
  • 基金资助:

    山东省自然科学基金资助项目(Y2007F35)

Constitutive  model  of  silty  sands  for  cumulative  deformation  under  long-term  traffic  loading  and  numerical  integration

ZHANG Hong-bo, MIAO Hai-tao, SONG Xiu-guang   

  1. School of Civil Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China
  • Received:2009-05-12 Online:2010-04-16 Published:2009-05-12

摘要:

因目前在模拟长期交通荷载作用下粉砂土路基不均匀变形时尚缺乏一套严谨、高效的计算模型,在室内静力及动三轴试验的基础上,通过引入安定性理论,基于弹塑性本构理论框架,提出了一个能合理反映粉砂土复杂变形机理的双屈服面等效黏塑性本构模型。对粉砂土动三轴试验结果的模拟表明,该模型采用完全隐式的积分方法,可任意选取积分步长,计算效率高,模拟效果良好。最后,将该模型在有限元程序中进行了实现,可应用于路基不均匀累积变形的计算。

关键词: 交通荷载, 粉砂土, 累积变形, 等效黏塑性模型, 数值积分, 有限元

Abstract:

According to a lot of results based on the static and cyclic triaxial test, an equivalent visco-plastic model basing on shakedown theory was proposed to precisely and efficiently model the cumulative deformation of silty sands. The twosurface plastic model can reflect complex deformation features with strain hardening and shear dilatancy. In order to improve the efficiency of the integral step, a fully implicit Euler backward algorithm can be adopted to update non-linear equations. By modeling cyclic test results, the proposed model was verified to be good with better predictions and efficiency. And the integral step could be  freely selected  to obtain high computation efficiency. Finally, the model was embedded in the code of  finite element(FEM) to simulate the uneven deformation of the practical boundary problem under long term traffic loading.

Key words:  traffic loading, silty sands, cumulative deformation; , equivalent visco-plastic model, numerical integration, finite element code

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