基于空间面变化的横观各向同性破坏准则研究

摘要

自然界中的岩土类材料受天然沉积作用影响,往往具有显著的横观各向同性特征。土结构单元在不同方向上的强度和变形的差异是影响大型土木水利工程设计和施工时需要考虑的主要问题,开展岩土材料横观各向同性研究对实际工程结构安全稳定相关研究具有重要的科学意义。在对八面体主应力空间域强度变化与空间滑动面、应力状态三者关系研究的基础上,定义一个反映应力条件与材料特性的综合参数,通过分析该参量与破坏应力、应力状态的关系,明确了该参量的物理意义,并基于空间面强度理论考虑3个主应力空间面发生滑动破坏,假定该空间面上剪应力和法向应力之比为常数,建立考虑岩土材料的空间滑动面随着空间应力域应力条件变化的横观各向同性破坏准则。通过与试验结果对比表明,所建议的基于空间面变化的横观各向同性破坏准则可以较好地反映材料的强度特性,特别对主应力轴发生偏转时应力域的强度预测具有较好的适用性。