中主应力系数影响下的冻结砂土损伤本构模型

来源期刊：煤田地质与勘探2020年第5期

论文作者：麻世垄 姚兆明 刘爽 潘旋

文章页码：130 - 136

关键词：三轴应力状态;中主应力系数;Drucker-Prager准则;Weibull分布;损伤本构模型;

摘    要：人工冻结法是饱水砂层开挖过程中常用的止水和临时支护方法,通过冻土损伤特性研究为冻土力学特性和冻结体稳定性分析奠定基础。为研究冻结砂土的损伤力学特性,在–5℃下进行了不同中主应力系数的冻结砂土三维室内试验。从冻土微元破坏服从Weibull随机分布的特点出发,将Drucker-Prager强度准则作为冻土微元统计分布变量,利用应变等价性假说,建立了三维应力状态下冻结砂土损伤本构模型;在此基础上,讨论模型参数F0与m和中主应力系数的关系,对模型参数进行合理修正,建立中主应力系数影响下的冻结砂土损伤本构模型,并与试验结果进行对比。分析结果表明:参数F0和m随着中主应力系数的增大呈现先减小后增大的趋势;参数F0反映了冻结砂土的强度特性,参数m代表了冻结砂土的延性及脆性特征,考虑中主应力系数影响的冻结砂土损伤本构模型能很好地模拟冻结砂土应力–应变全过程曲线。研究成果为人工冻结法工程设计提供一定的理论依据。