基于广义塑性力学与次加载面理论的土体循环塑性模型及其应用研究

本构模型的研究是现代土力学核心。本研究针对循环荷载、应力主轴旋转、应力洛德角变化等复杂应力状态下土体呈现的本构特性，以前人与自己所做土工试验为试验基础，以符合岩土材料变形机制的广义塑性力学和能较好反映材料循环加载特性的次加载面理论为理论基础，同时引入旋转硬化模型与变换应力法，建立一个能考虑应力主轴旋转与应力洛德角影响的土体循环塑性模型。模型能直接计算出任何瞬时的体积变形与剪切变形，可方便地用于单调加载或循环加载情况，是否考虑应力主轴旋转和应力洛德角的影响也可视具体情况进行选择。模型经试验验证后，将其作为用户子程序植于大型商业有限元ANSYS中，并应用于诸如地铁轮轨荷载、潮汐荷载等典型循环荷载导致的土工结构物长期沉降分析。本项目研究属本构理论的前沿难点课题之一，它的实施既丰富了土力学内容，又具有重要的理论学术价值和实用意义。研究成果应用于工程实践，可望取得可观的社会与经济效益。