常用岩土本构模型及其研究现状

合集下载

浅谈岩土工程技术及其发展现状（精选五篇）

浅谈岩土工程技术及其发展现状（精选五篇）第一篇：浅谈岩土工程技术及其发展现状浅谈岩土工程技术及其发展前景本次讲座内容围绕岩土工程技术展开。

通过学习，让我们对岩土工程专业，岩土工程技术及其发展前景有了一个感性认识。

岩土工程，是指在工程建设中有关岩石或土的利用、整治或改造的科学技术，以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。

岩土工程专业是土木工程的分支，是以岩体、土体为对象，一工程地质学、岩土力学、基础工程学基本理论和方法的综合为指导，研究岩土体的工程利用，整治和改造的一门综合性的技术学科。

按照工程建设阶段划分，岩土工程工作内容可以分为：岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程施工、岩土工程监测、岩土工程管理。

岩土工程勘测要服务于评价、论证和检验场地的稳定性、建筑的适宜性和环境的演化性，以及设计施工基本资料的可靠性与原则建议的合理性。

岩土工程设计应注意它对自然条件的依赖性，岩土工程性质的变异性，建筑经验、试验测试与建筑法规的重要性，地基、基础结构的整体性以及工程的适用性、安全性、耐久性与经济性。

岩土工程施工要根据它施工条件差，工期长、费用高、风险大、变化多、更改难的特点，十分注意吃透设计意图，组织人力、物力、财力和智力，抓质量、抓效率、抓安全、抓环境，把完成设计要求与及时发现新情况，解决新问题结合起来。

岩土工程检测要把检测勘察成果、评价建议和施工质量与监测岩土反应、结构性状和环境演变相结合，强调计划性、及时性、准确性、系统性和经济性，既立足于工程对象，又放眼于经验总结与理论发展。

岩土工程管理体制要努力使指挥服务系统与技术决策系统间建立灵活、有序、有效、协调的运行机制和激励机制，以调动一切积极因素，推动工程整体质量的全面优化。

岩土工程按工程类型为线索，又可分为岩土地基工程，岩土边坡工程，岩土洞室工程，岩土支护工程和岩土环境工程。

岩土地基工程应将地基、基础和上部结构视为一个共同作用的体系，根据变形稳定、强度稳定和渗透稳定的总要求，针对地基的土质类型（如软土、黄土、膨胀土、冻土、盐渍土、填土、海洋土等），地基的所在地区（地震区，采空区，岩溶区，泥石流区等）和地基的工程对象（市政工程、水利工程、电力工程、交通工程、核电工程等）得实际特殊性，从地基体系诸方面可能的增稳措施中选择出安全、经济、先进的最优组合方案。

土动本构模型研究现状综述

效弹性模量和等效阻尼比近似反映土的非线性，从而建立等效线性动本构模型以来，粘弹性理论在动本构模型的建立中已有了较大的发展。同时，粘弹性理论还可以更细致地分为线性粘弹性理
主要有砂土液化、滑坡等。例如，２００８年汶川地震所触发的滑坡、崩塌在５万余处以上，其中对城镇、乡村带来直接危害和间接威
大量模型被提出，其中，单调加载条件下所建立的Ｄｅｓａｉ模解决其他岩土工程问题的基础，因此正确建立土的动本构关系模随后，型是一个相当普遍的本构模型，但Ｄｅｓａｉ模型的参数需要大量的型对正确分析土的工程问题具有重大的理论意义和现实意义。使其在应用过程中具有很大的局限性，因通过总结国内外现有文献，目前国内外学者研究已建立的具工程实践才能确定，此，基于其他理论基础建立的塑性场模量理论应用较为广泛。体动本构模型已有相当的数量，但根据其理论基础，可将现有模
第４０卷第３５期２０１４年１２月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ１．４０Ｎｏ．３５
Ｄｅｃ．２０１４
・９５・
文章编号：１００９ — ６８２５（２０１４）３５ — ００９５ — ０２
以弹塑性理论为基础建立的土的动本构模型有：双线性模
双曲线模型、１ｗａｎ模型、多屈服面模型、单屈服面模型、剑桥的动本构模型几乎是不现实的，只能结合工程实际，具体问题具型、９６０年临界状态模型被提出以来，土体弹塑性变形体分析。虽然现在计算机如此发达，但是，不合理的动本构模型模型等。自１标志着土本构理论的发展进入新的阶段。仍然是限制土动力学应力分析的主要因素。此外，动本构关系是特性被理论性证明，

土结构性本构模型研究现状综述

J ournal o f E ngineering G eology 工程地质学报 1004-9665/2006/14(05) 0620 07土结构性本构模型研究现状综述*王国欣肖树芳( 中国建筑第八工程局技术中心上海200135)(吉林大学建设工程学院长春130026)摘要土本构模型的建立是一个重要而又复杂的问题,到目前为止,国内外学者们已提出数以百计的土本构模型,诸多文献也对这些模型进行了评述和归纳。

然而这些土本构模型多是在扰动土或砂土的基础上发展和建立起来的,它们难以描述由于土结构性引起的各种非线性行为,其计算结果与实际情况相差甚远。

天然土体一般都具有一定的结构性,所以有必要建立考虑土结构性影响的土本构模型。

针对这个现实,目前有些学者已基于各种理论和方法,提出了一些可以考虑土结构性影响的土本构模型,并得了较好的应用。

但在目前的文献中还很少有对土的结构性本构模型研究进行归纳,基于此,本文简要介绍了一下目前土的结构性本构模型研究现状,并提出了这些本构模型在应用中所存在的问题。

关键词土本构模型结构性中图分类号:P642.1 文献标识码:AREV IE W ON CURRENT SITUAT I ON OF S O I L STRUCTURAL CON S T ITU TIVE MODEL SWANG Guox in XI AO Shu fang( D epart men t of G eotechnical E ngineer i ng,T ongj i Un i ver sit y,Shangha i200092)(onstruction Engineer i ng Colle g e,J ili n University,Changchun130026)Abst ract It is an i m portant and co m p lex task to constr uct so il constit u ti v e m ode.l Up to no w,t h ere are hundreds of so il constituti v e mode ls wh ich have been pr ov i d ed by scho lars in China and abroad.These m ode ls have been re vie w ed and docum ented i n m any literatures.H o w ever,because they w ere constr ucted and developed m ainly on the basis of dist u rbed soils or sandy soils,these m ode ls are not ab le to descri b e the var i o us nonli n ear behav ior induced by structural property o f so i.l Subsequen tl y,t h e calcu lated resu lts can g reatl y d ifferentw ith the resu lts o f tests per f o r m ed i n situ.Genera ll y,natura l so ils have struct u ra l property.So it is necessary to construct so il constit u ti v e m ode ls wh ich can take account o f the so il structura l property.So m e scholars have proposed soil constitutive m odels t h at can take account o f struct u ra l property on the basis of a llk i n ds of theories and m ethods,and have ach ieved sat isfactory resu lts.But up to now,there are fe w literatures to g ive a state o f the art revie w on so il struct u ral constit u ti v e m odels.Therefore,the paper presents a rev ie w on thethe current situation of so il str uctural constitutive m ode ls, po i n ts out so m e issues i n use o f the so il structura l constit u ti v e m odelsK ey w ords Soi,l Constitutive m ode,l Structura l pr operty,So ilm echanics,Geotechn ica l engineeri n g*收稿日期:2005-12-12;收到修改稿日期:2006-05-17.基金项目:国家自然科学基金资助项目(40172092),国家博士后科学基金资助项目(2003034276).第一作者简介:王国欣(1976-),男,博士,主要从事地质工程.Ema i:l cyx w gx@126.co m1引言近年来,土的结构性研究引起了人们的广泛关注。

岩土材料的力学性能与本构模型研究

岩土材料的力学性能与本构模型研究岩土工程学是土壤和岩石力学的应用科学，涉及到土壤和岩石的性质、行为及其与工程结构相互作用的问题。

在岩土工程中，研究岩土材料的力学性能及其本构模型是非常重要的，因为它们直接关系到土壤或岩石工程结构的安全和稳定性。

1. 引言岩土材料包括土壤和岩石两个方面。

土壤是由固体颗粒、水、气体和有机物组成的多相体系，其力学性能会受到颗粒间接触、粒间接触剪切和内部颗粒摩擦力等因素的影响。

岩石具有高强度和高刚度，但其内部存在各种裂隙和节理面，导致其力学性能复杂多变。

2. 岩土材料的力学性能岩土材料的力学性能是指其在外力作用下的变形、破坏等行为。

岩土材料的力学性能主要包括强度、刚度、变形性能等指标。

2.1 强度性能强度是指材料抵抗破坏的能力。

在岩土工程中，土壤的强度性能包括抗剪强度、抗压强度、抗拉强度等。

岩石的强度性能主要包括抗压强度、抗剪强度等。

2.2 刚度性能刚度是材料对外界力学作用的响应能力。

刚度性能主要通过岩土材料的弹性模量来表征，弹模越大，说明材料的刚度越大。

2.3 变形性能变形性能是指岩土材料在外力作用下发生变形的能力。

变形性能包括压缩、剪切、拉伸等不同形式的变形。

3. 岩土材料的本构模型本构模型是用来描述岩土材料力学性能的数学表达式。

常用的本构模型有弹性模型、塑性模型和粘弹塑性模型等。

3.1 弹性模型弹性模型假设岩土材料在小变形下具有线弹性行为，即应力与应变之间存在线性关系。

常用的弹性模型有胡克定律、线性弹性模型等。

3.2 塑性模型塑性模型适用于大变形条件下的岩土材料。

它假设材料的应力-应变曲线具有硬化和软化的特点，能够描述岩土材料的塑性应变。

3.3 粘弹塑性模型粘弹塑性模型综合考虑了岩土材料的粘弹性和塑性行为。

该模型可以有效地描述岩土材料在长期荷载作用下的变形和破坏过程。

4. 结论岩土材料的力学性能与本构模型的研究对于岩土工程的设计和施工具有重要意义。

准确了解岩土材料的力学性能以及选择适合的本构模型，可以提高岩土工程的安全可靠性，对工程结构的设计和施工提供指导。

岩土工程前沿领域与现状

〔2〕影响边坡失稳的因素。影响边坡失稳的因素主要有：地形切割、岩性、构造、水和边坡开挖的综合作用。经验说明，谷坡强风化带、强卸荷带、甚至弱风化带的上部经常是边坡失稳的底界，这些部位的岩体结构完整性差，结构面大局部松弛、泥化或充填次生夹泥，在爆破开挖、施工用水或者降雨情况，极易失稳，地下水产生的渗透力对于边坡影响极大。因此，施工期降低地下水位，控制爆破的药量，注意边坡自上而下的边开挖、边支护加固，边监测变形，是防止失稳的有效措施。
第三节岩质边坡工程
1、第一个问题：水利工程中的岩质边坡
2、第二个问题：岩质边坡稳定性研究
〔1〕边坡稳定性分类。在中国水利水电科学院的组织下，有关设计院配合，对于全国117个水利水电工程中的典型滑坡和变形边坡进行了调查，总结了边坡失稳在各类岩体结构中所占的比例：其中块体结构占14.08%，层状同向结构占 19.72%，层状反向结构占15.49%，层状斜向结构占14.08%，碎裂和散体结构占36.63％。在七种失稳类型中崩塌占7.04 ％，滑动占73.24％，倾倒占5.63％，溃屈占2.82％，拉裂占4.23％，复合占7.04％。调查说明，引起变形和失稳的因素十分复杂。巨型和大中型滑坡主要以各种水的作用为主；中小型楔体滑动、拉裂及大型崩塌那么以人类工程活动为主。
从岩石力学的角度看，水利水电的岩石工程设计的任务可以概括如下：根据工程地质勘探和岩石力学试验研究提供的关于天然岩体的地质条件和物理力学性质，考虑水文、气象等其他方面的条件，按照本枢纽对各水工建筑物功能的要求，确定岩石根底、地下洞室和岩石边坡的位置、尺寸、加固处理措施、施工开挖方法和程序等。与此相应地，岩石力学试验研究的任务为：根据水工布置的需要，通过现场和室内试验研究，提供关于天然岩体的物理力学性质的认识和资料〔包括物理力学性质参数、应力—应变关系曲线，本构关系、变形和强度属性等〕，并按照工程设计选出的岩石工程方案，通过计算分析、模型试验或原型监测，说明有关工程岩体的力学性状〔应力、应变分布、塑性区或破裂损伤区〕，对其稳定性或失稳破坏形态做出评价。从岩石力学的角度提出优化设计方案、岩体加固处理的建议。

土的本构模型研究现状及发展趋势_雷华阳

土的本构模型研究现状及发展趋势雷华阳(长春科技大学环境与建设工程学院,吉林长春　130026)摘要:从两方面总结了前人关于土体本构关系的研究成果以及目前的发展状况:一方面,从宏观现象学角度介绍了剑桥模型、弹性-硬化塑性模型以及为描述循环荷载条件下土的本构特性所建立的多重屈服面模型和边界面模型;另一方面,阐述了土的微观结构和土微结构力学模型的研究状况。

认为今后的土本构模型研究趋势必将与土的结构性研究紧密相联,成为21世纪土力学的核心。

关键词:土本构模型;宏观力学;微观结构中图分类号:P642.1　文献标识码:A 文章编号:1004-5589(2000)03-0271-06收稿日期:2000-01-04作者简介:雷华阳,女,1974年生,博士生,主要从事地质工程方面研究11　土本构模型的研究内容土体是一种地质历史产物,具有非常复杂的非线性特征。

在外荷作用下,表现出的应力-应变关系通常具有弹性、塑性、粘性以及非线性、剪胀性、各向异性等性状[1]。

为了较好地描述土的真实性状,建立土的应力-应变-时间之间的关系式,有必要在试验的基础上提出某种数学模型,把特定条件下的试验结果推广到一般情况,这种数学模型称为本构模型[1,2]。

广义上说,本构关系是指自然界一作用与由该作用产生的效应两者之间的关系。

而土的本构关系则是以土为研究对象,以建立土体的应力-应变-时间关系为核心内容,以土体工程问题的模拟和预测为目标,以非线性理论和土质学为基础的一个课题。

纵观土力学70余年的发展历史,人们常将岩土本构关系分为宏观本构关系和微观结构本构关系两个方面。

前者是建立在宏观现象学基础上的本构关系,而后者则是从土的微观结构角度来建立土的本构关系。

通过微观结构的研究,使得众多结构研究成果与其力学性状发生定量意义上的联系,对解释宏观力学现象具有重要意义。

2　研究现状早在1773年Coulomb 就提出Coulomb 屈服准则,用以模拟土的应力-应变性质。

0000世界上最常用岩土本构模型及土本构模型剖析

式中 Ce为回弹指数;σc为前期固结
压力。这是一种单因素与双因素之
间的关系,仍可由试验直接建立。前砂土
地下水位
总应力中和应力有效应力
不粘透土水
砂土低粘透土水
砂（不土饱和）
总应力中和应力有效应力
砂土粘（半土透水）
毛细张力力总应力
中和应力有效应力
或点绘于半对数坐标中,也用直线来拟合，得：
用竖向应变表示为：
上几式中 av,Cc,e0和σ0分别为压缩系数、压缩指数、初始孔隙比和初始应力。
式(3)是一维受力状态下的最简单的本构模型。是一种单因素物理量与单因素物理量之间的关系,可由试验直接确定。如果考虑到土体存在塑性变形,应变除了与当前应力有关而外,还与受荷历史有关,则应力应变关系为：
参数上的易确定性和计算机实现的可能性。自Roscoe等创建剑桥模型至今,各国学者已发展数百个土的本构模型。
这些模型包括不考虑时间因素的线弹性模型、非线弹性模型、弹塑性模型和近来发展起来的内时模型、损伤模型及结构性模型等,常用的模型只有极少数几个。
土的本构模型研究在理论上属于连续介质力学本构理论的范畴,对材料属性的假定上将微观上并不连续的土视为宏观上的连续介质,以弹性力学、塑性力学和新兴的力学分支为理论基础,通过理论结合实验的方法进行研究。
期固结压力之所以影响应变,是因为
该压力作用下已发生了不可恢复的
塑性
应变。
它实际上是历史上已发生的塑性应
变的一种度量。在弹塑性模型理论中,把度量已发生的塑性应变大小的参数称为硬化参数,前期固结压力也就是硬化参数的一种形式。可以说, 应变是应力与硬化参数两种物理量的函数。

岩土工程中的土体本构模型

岩土工程中的土体本构模型岩土工程是土木工程的重要分支，涉及到土壤和岩石的力学性质和工程应用。

土体本构模型是岩土工程中的一个重要内容，它描述了土体在力学应力下的变形和破坏特性。

本文将探讨岩土工程中的土体本构模型的基本概念、应用和发展趋势。

1. 土体本构模型的基本概念土体本构模型是描述土体力学性质的数学方程，它可以预测土体在受载时的应力应变关系。

本构模型通过考虑土体的物理和力学性质，将复杂的土体行为简化为一组数学方程。

常见的土体本构模型包括弹性模型、弹塑性模型、粘塑性模型等。

这些模型的选择取决于土体类型、应用场景和工程目的。

2. 土体本构模型在工程应用中的意义土体本构模型在岩土工程实践中具有重要的意义。

首先，它可以帮助工程师预测土体在给定荷载下的力学行为，从而指导工程设计和结构计算。

其次，本构模型可以用于评估不同土体材料及其组合的工程性能，为灾害防治、基础工程和地下结构的设计提供依据。

此外，本构模型还可用于优化工程方案、确定合理的土体参数、分析土体的稳定性和变形特性等。

3. 土体本构模型的发展趋势随着岩土工程的发展和研究的深入，土体本构模型也得到了不断的改进和扩展。

其中，主要的发展趋势有以下几个方面：3.1 多尺度力学模型传统的土体本构模型通常是基于宏观尺度的实验数据和现象观察，对于细观结构的影响不够准确。

近年来，研究者们开始关注多尺度土体力学模型的研究，通过考虑微观尺度的土体结构和介观尺度的物理机制，进一步提高土体本构模型的精度和可靠性。

3.2 加载历史效应的考虑土体在实际工程中受到的荷载通常是动态和变化的，而传统的土体本构模型往往只考虑静态荷载。

研究者们开始研究加载历史效应对土体行为的影响，并尝试将土体本构模型与土体的加载历史联系起来，从而更准确地预测土体的行为。

3.3 细粒土本构模型的改进细粒土是岩土工程中常见的一种土体类型，其特点是颗粒细小、颗粒间结构复杂。

传统的土体本构模型在描述细粒土的力学性质时存在一定的限制。

岩土工程中土体本构模型的研究与改进

岩土工程中土体本构模型的研究与改进导言：岩土工程是土壤和岩石力学的应用学科，涉及地质工程、地下工程、堤坝工程等方面。

在岩土工程中，研究土体力学特性是非常重要的。

土体本构模型作为描述土体力学特性的数学模型，对于岩土工程的设计和分析具有重要意义。

本文将研究和改进在岩土工程中常用的土体本构模型，以提高工程设计的准确性和可靠性。

一、传统土体本构模型的局限性传统的土体本构模型常采用线性弹性模型或塑性模型进行描述，但这些模型在实际工程应用中存在一定的局限性。

首先，线性弹性模型忽略了土体在较大应力下的非线性变形特性。

其次，塑性模型在描述土体的变形特性时，仅考虑土体的体积塑性，但忽略了土体的剪切塑性，与实际工程情况存在一定的差距。

因此，需要对传统土体本构模型进行研究和改进，以提高模型的适用性和准确性。

二、复杂土体本构模型的研究与改进为了更好地描述土体的力学特性，研究人员提出了一系列复杂的土体本构模型。

这些模型在考虑土体的非线性特性、各向异性特性和剪切塑性特性的同时，还能够模拟土体在不同应力路径下的力学行为。

例如，Cam-Clay模型以及其改进版本，综合考虑了土体的体积变形、剪切变形和各向异性，适用于模拟粘土和软土的力学行为。

Hardening Soil模型则引入了孔隙压力的影响，并考虑了土体的强度衰减效应，适用于模拟岩土体在变动应力下的力学行为。

这些复杂的土体本构模型在改进了传统模型的同时，也增加了模型的复杂性和计算难度，需要更多的实验数据和计算技术支持。

三、新型土体本构模型的发展趋势随着计算机技术和数值方法的快速发展，越来越多的新型土体本构模型得到了研究和应用。

这些模型不仅考虑了传统模型所忽略的土体力学特性，还能够模拟土体在较大应力下的非线性变形，并提供更为准确的力学参数。

例如，基于塑性势函数理论的非线性本构模型，能够更好地描述土体在应力路径变化下的力学行为。

另外，细观尺度下的离散元模拟方法也为岩土工程提供了新的研究思路，通过将土体划分为离散的颗粒，并考虑颗粒间的作用力，模拟土体的宏观力学行为。

岩土常用土的本构模型

J2 1 2 2 2 2 2 2 Sx Sy Sz Sxy Syz Szx S1S2 S2 S3 S3 S1 2 2 2 2 J 3 S x S y Sz 2Sxy S yz S zx Sx S yz S y S zx Sz Sxy S1S2 S3

应力状态的描述弹性模型塑性模型算例分析
4.1
应力状态的描述
本书并不试图从原理上介绍本构模型，而是重点讨论 ABAQUS 如何应用这些模型。因此，读者最好掌握一些力学基本知识。为方便起见，这里简要介绍一些涉及到的名词。 4.1.1 应力张量土体中一点的应力状态可以由应力分量来表示： 11 12 13 x σ σ ij 21 22 23 yx 31 32 33 zx 4.1.2 应力张量的分解可将应力分量分解为偏应力 s 和平均应力 p ：
注意：由于 ABAQUS 以拉为正，而岩土工程常受到压应力，因此为方便起见 ABAQUS 1 令 p trac(σ) 。 3 4.1.3 应力张量不变量和偏应力不变量应力张量三个不变量为： I1 x y z 1 2 3
I2
2 x y y z z x xy 2 yz 2 zx

1 在这些不变量中，最常用到的有两个，一个是 I1 ，即前面提到的平均应力 p trac(σ) ； 3 另外一个是 J 2 ，读者可能更熟悉 q 3J 2 的形式，即岩土工程中常说的偏应力，在 ABAQUS
中称为等效 Mises 偏应力（Mises equivalent stress）。 4.1.4 应力空间应力空间是一种物理空间，它是以 1 ， 2 ， 3 作为坐标轴而形成的三维空间，空间中的每一个点表达了一种应力状态，因而屈服面就可用应力空间中的曲面图形来表达。通常将三维空间转到两个特殊平面中进行分析： 1 等斜面：又称平面，该平面通过原点，其法线的三个方向的余弦都是，即与三 3

岩土类材料本构模型研究现状及发展趋势

岩土类材料本构模型研究现状及发展趋势
岩土类材料本构模型的研究现状主要集中在以下几个方面：
1. 传统本构模型：目前岩土类材料常用的本构模型包括弹性模型、塑性模型和粘弹塑性模型等。

这些模型已经在岩土工程领域得到广泛应用，但仍存在一些不足之处，如无法精确描述材料的非线性行为、依赖于实验数据等。

2. 分子动力学模拟：近年来，随着计算机技术的发展，分子动力学模拟在岩土类材料本构模型研究中得到了广泛应用。

该方法基于分子尺度对材料的微观结构和性质进行研究，能够提供更准确的材料本构模型。

3. 非线性本构模型：针对岩土类材料的非线性行为，研究人员正在开发更精确的非线性本构模型。

这些模型能够考虑材料的强度、应变硬化、损伤以及温度等因素对材料行为的影响。

未来岩土类材料本构模型研究的发展趋势包括：
1. 多尺度本构模型：将不同尺度的模型进行耦合，从而提高模型的准确性和适用性。

例如，将分子动力学模拟结果与宏观本构模型相结合，以获得更准确的材料本构模型。

2. 数据驱动的本构模型：利用大数据和机器学习等技术，通过分析实验数据和观测数据来构建本构模型。

这种数据驱动的方法能够提高模型的预测能力和适用性。

3. 损伤模型：研究人员将更多注意力放在岩土材料的损伤行为研究上，以提高本构模型对材料失效的预测能力。

4. 特殊环境下的本构模型：考虑材料在特殊环境下的行为，如高温、低温、高压等条件下的应力应变关系。

总体来说，岩土类材料本构模型研究的发展趋势是朝着多尺度、数据驱动和考虑材料特殊环境影响的方向发展。

这将有助于提高模型的准确性和适用性，为岩土工程领域提供更科学、可靠的模型和方法。

常用土体本构模型及其特点小结（大全五篇）

常用土体本构模型及其特点小结（大全五篇）第一篇：常用土体本构模型及其特点小结常用土体本构模型及其特点小结-------山中一草⌝线弹性模型线弹性模型遵从虎克定律，只有2个参数，即弹性模量E和泊松比v，它是最简单的应力-应变关系，但无法描述土的很多特征，主要应用于早期的有限元分析及解析方法中，可用来近似模拟较硬的材料如岩土。

⌝ Duncan-Chang（DC）模型DC模型是一种非线性弹性模型，它用双曲线来模拟土的三轴排水试验的应力-应变关系（图1）。

它侧重于刻画土体应力-应变曲线非线性的简单特征，通过弹性参数的调整来近似地考虑土体的塑性变形。

但所用的理论仍然是弹性理论而没有涉及到任何塑性理论，故仍不能反映如应力路径对变形的影响、土体的剪胀特性和球应力对剪应变的影响等土体的很多重要性质。

由于DC模型是在为常数的常规三轴试验基础上提出的，比较适用于围压不变或变化不大、轴压增大的情况，如模拟土石坝和路堤的填筑。

⌝ Mohr-Coulomb（MC）模型MC模型是一种弹-理想塑性模型，它综合了胡克定律和Coulomb 破坏准则。

有5个参数，即控制弹性行为的2个参数：弹性模量E和泊松比v及控制塑性行为的3个参数：有效黏聚力c、有效内摩擦角和剪胀角。

MC模型采用了弹塑性理论，能较好地描述土体的破坏行为但却认为土体在达到抗剪强度之前的应力-应变关系符合胡克定律，因而并不能较好地描述土体在破坏之前的变形行为，且不能考虑应力历史的影响及区分加荷和卸荷。

故MC模型能较好地模拟土体的强度问题，MC模型的六凌锥形屈服面（图2）与土样真三轴试验的应力组合形成的屈服面吻合得较好，因此MC模型适合于低坝、边坡等稳定性问题的分析。

⌝ Drucker-Prager（DP）模型DP模型对MC模型的屈服面函数作了适当的修改，采用圆锥形屈服面（图3）来代替MC模型的六凌锥屈服面，易于程序的编制和进行数值计算。

它存在与MC模型同样地缺点，相对而言，在模拟岩土材料时，MC模型较DP模型更加适合。

岩土工程发展现状及进展

浅谈岩土工程发展现状及进展摘要：根据岩土工程学科特点、工程建设对岩土工程发展的要求、以及相关学科的发展趋势,分析了12个应予以重视的研究领域,展望了21世纪岩土工程的发展。

关键词：岩土工程,发展,展望引言岩土工程研究的对象是岩体和土体。

岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中，经受了各种复杂的地质作用，因而有着复杂的结构和地应力场环境。

而不同地区的不同类型的岩体，由于经历的地质作用过程不同，其工程性质往往具有很大的差别。

岩石出露地表后，经过风化作用而形成土，它们或留存在原地，或经过风、水及冰川的剥蚀和搬运作用在异地沉积形成土层。

在各地质时期各地区的风化环境、搬运和沉积的动力学条件均存在差异性，因此土体不仅工程性质复杂而且其性质的区域性和个性很强。

岩石和土的强度特性、变形特性和渗透特性都是通过试验测定。

在室内试验中，原状试样的代表性、取样过程中不可避免的扰动以及初始应力的释放，试验边界条件与地基中实际情况不同等客观原因所带来的误差，使室内试验结果与地基中岩土实际性状发生差异。

在原位试验中，现场测点的代表性、埋设测试元件时对岩土体的扰动，以及测试方法的可靠性等所带来的误差也难以估计。

岩土材料及其试验的上述特性决定了岩土工程学科的特殊性。

岩土工程是一门应用科学，在岩土工程分析时不仅需要运用综合理论知识、室内外测试成果、还需要应用工程师的经验，才能获得满意的结果。

岩土工程是20世纪60年代末至70年代初，将土力学及基础工程、工程地质学、岩体力学三者逐渐结合为一体并应用于土木工程实际而形成的新学科。

岩土工程的发展将围绕现代土木工程建设中出现的岩土工程问题并将融人其他学科取得的新成果。

岩土工程涉及土木工程建设中岩石与土的利用、整治或改造，其基本问题是岩体或土体的稳定、变形和渗流问题。

2 岩土工程的概念我国的大百科全书中，对岩土工程的定义[1]是:“以工程地质学、土力学、岩石力学及地基基础工程学为理论基础，以解决和处理在建设过程中出现的与所有与岩体和土体有关的工程技术问题的新的专业学科。

浅析岩土工程的现状及发展

浅析岩土工程的现状及发展摘要：岩土工程是将工程地质学、土力学及岩石力学等作为理论基础，来解决土木工程中遇到的各类工程问题的一门学科。

我国经济水平及科学技术水平的不断发展给我国岩土工程的进一步研究创造了优越的条件。

本文简单介绍了岩土工程含义及内容，并对我国岩土工程的现状及发展进行了论述。

关键词：岩土工程；现状；发展顾名思义，岩土工程的研究对象为岩体和土体，但是在其形成过程中，不同的岩体和土体都经历了不同的地质作用，我国土地广阔，区域性差异更为严重，这就给我国的岩土工程的研究和发展带来了巨大的挑战。

因此，必须在研究过程中，根据不同的地质地貌特征进行工程设计与建设，同时还要综合考虑到岩土工程的学科特点及发展要求，对其不断地深入探索，使岩土工程的效益更好地发挥出来，使之更好地为我国的经济建设服务。

21、岩土工程的含义及其内容岩土工程的主要研究对象是岩体和土体；岩土工程是土木工程的一个重要分支；岩土工程是一门工程技术。

以上是岩土工程的内涵，从开始进行修建道路、房屋以及开挖渠道等人类活动时，人们就已经和岩石与土打交道了，这些也就是我们所说的岩土工程。

岩土工程的研究范围非常广泛，主要包括岩土作为支撑体载荷或自承体以及作为材料的操作问题，还有在岩土工程的施工过程中对于不良地质作用的防护和治理，以及环境问题，这些问题往往还包括许多的分支，例如：岩土作为支撑体时所要考虑的主要问题是其承载力和形变能否满足工程的需要；岩土作为材料时，一般都会大面积投入使用，因此，对岩土材料的质量控制就成了关键，只有质量达标的岩土材料才能投入使用。

2、岩土工程的现状目前，我国的岩土工程还存在着许多急需解决的问题，尤其是岩土参数的不确定性。

岩土工程的发展基础是传统力学，而随着研究的不断深入和科学技术的进步，逐渐出现了许多不能靠力学解决的实际问题。

例如：岩土结构对于自然条件有很强的依赖性，不能人为控制或改变，只能对其进行勘探考察，可是又往往不能考察的足够详细具体，因此信息的不确定性给计算设计工作带来了很大的难度。

土的本构模型研究现状与发展的讨论

关键词：本构模型，发展趋势，建立方法
中圈分类号：１４１９１Ｊｌ．２
文献标识码：Ａ年），立了第一个土的本构模型即剑桥模型（ａ－ｌ模ｌ１建ＥｒＣａｎｙ
１概述
土作为天然地质材料在组成及构造上呈现出高度的各向异
弹性数值分析提供了可能性，各国学者提出了上百种土的本构模
型，包括考虑多重屈服面的弹塑性本构模型和考虑土的变形及内上的严格性、数上的易确定性和计算机实现的可能性。自参［］创建剑桥模型至今，国学者已发展数百个土的本部应力调整的时间效应的粘弹塑性模型。１等－２各此外，考虑原状土体的结构性及其对土的力学性质影响，有构模型，其中包括不考虑时间因素的线弹性模型、非线弹性模型、学者提出了土的结构性模型。弹塑性模型和近来发展起来的内时模型、伤模型及结构性模型损另外，ＣＶｌｉ于１７年提出内蕴时间塑性理论（称Ｋ．．ａｎａｓ９１简
土的本构模型研究现状与发展的讨论
王涛宗长龙
摘
李春林
要：简述了土的本构模型的一般建立方法，介绍了土的本构模型的研究历程，阐述了目前应用广泛的几个经典的土
的本构模型，出了这些模型的优缺点和适用性，提对土的本构模型研究现状及发展趋势进行了评述与展望。
４常用土的本构模型
２土的本构模型的建立方法
土的本构模型研究在理论上属于连续介质力学本构理论的

土的本构模型研究现状与趋势

（２３＋（３）］；一）～｛对于摩擦类材料Ｍ＝
。
力达到某一特定值时，就进入屈服。其形式一般为：
ｒ＝ｆＣ，）（，（）１
Ｒｓｏ，ｕｌｄ１６ｏｃｅＢｒｎ（９５年）别研究了Ｃｍ模型屈服面与临界ａ分ａ状态线及正常固结线的关系，据能量方程对Ｃｍ模型屈服面根ａ
Ｍ—ｃ准则仍被广泛应用，该准则在平面上的拉、压轴相等时即
为广义Ｔｅｃ则。Ｍ＿ｃ准则比较符合试验，此较为可靠，ｒｓａ准因但它的缺点在于三维应力空间中的屈服面存在角点奇异性，数给
Ｃｍ模型只有３个参数，易于测定，ａ且因此是当前应用最广的模型之一。模型的主要缺点是受到传统塑性理论的限制，没有且充分考虑剪切变形。于是，们提出了许多推广以及修正方法。人
正Ｃｍ模型的屈服面是通过原点的椭圆形曲线。屈服面函数为：ａ
，
ｒ（ｐｑ／＋Ｍ］
，
…
Ｐｌ —— ＿＿ｌＰ０
）
在平面上的屈服曲线为一封闭的非正六角形。如今，
中图分类号：Ｕ４１Ｔ１
文献标识码：Ａ
的Ｃｕｏ屈服准则与不考虑静水压力Ｐ影响的Ｍｉｓ则联ｏｌｍｂｓ准ｅ

土的本构模型文献综述1

LOGO
6 结论
极限状态是指剪切过程中不产生应力和应变变化的状态。实验表明在极限状态下，非饱和土的比水体积vw(= 1+ Sr e)在剪切过程继续增加，只是增加速率有所降低。vw的增加意味着力的增加，产生塑性体积。因此,严格意义上的极限状态是不存在的,即间塑性本构模型的理论基础不存在。以Alonso为代表提出的弹塑性本构模型并不能反映非饱和土的所有变形特征[16]，如剪缩软化特性等。因此，准确描述非饱和土变形行为的本构模型还没有形成，还需要进一步的研究。
土的本构模型综述
综述非饱和土本构模型的研究现状
汇报提纲
一、引言二、各个模型类型
三、结论
LOGO
1 引言
Cycle Diagram源自土体是天然地质材料的历史产物。土是一种复杂的多孔材料，在受到外部荷载作用后，其变形具有非线性、流变性、各向异性、剪胀性等特点。为了更好地描述土体的真实力学—变形特性，建立其应力应变和时间的关系，在各种试验和工程实践经验的基础上提出一种数学模型，即为土体的本构关系。本文将结合土本构模型的研究进程，综合分析已建立的经典本构模型，指出各种模型的优缺点和适用性，并对土本构模型的未来研究趋势进行展望。
2 非线性模型 Cycle Diagram

LOGO
3 损伤力学模型
LOGO
4 广义吸力模型
LOGO
5 弹塑性模型
5.1 Karube模型
LOGO
5 弹塑性模型
5.2. Alonso模型
LOGO
5 弹塑性模型
5.3. 弹塑性模型的试验验证结果
rackley指出非饱和粘性土的粘粒不是均匀分布的,粘粒组成一个个“封闭”的团块，团块内的孔隙充满了水，团块与团块之间的孔隙充满了空气。非饱和土的这一结构决定了其力学特性[18]。由于吸力的存在，在剪切和压缩过程中，非饱和土的结构保持不变。Wheeler和 Sivakumr用三轴试验研究了非饱和土的变形特性。试验结果表明： ①极限状态下，比体积g与平均净应力p的对数呈直线相关，极限线 (CSL)的斜率M几乎不变； ②屈服状态时，应力p随S呈曲线相关，试验结果与理论曲线一致； ③屈服面在（q，p）平面上的投影可以近似地用椭圆曲线表示。

岩土材料结构问题研究现状探析

岩土材料结构问题研究现状探析文章分析了岩土材料结构问题的研究现状，主要在其实验研究和分析技术、以及在模型理论研究和土体结构与工程性质的关系方面也进行了一些探索，介绍了实验研究、数据分析、相关理论依据，对目前的研究现状进行了总结分析。

标签：土体结构岩土材料结构自20世纪80年代中后期，土体结构研究进展迟缓，没有明显的突破。

进入20世纪90年代，在样品制作技术方面有了较大的改进，另外在土的结构定量化研究方面也取得了进展。

1实验研究及分析技术实验是理论及其他研究工作的基础，在岩土工程及土力学研究方面更是如此。

在早期的实验研究手段主要是一些常规的土工室内和现场实验技术，到20世纪50年代后期，一些现代物理实验方法及技术开始引入到岩土的研究工作中。

主要用于对土体的物质成分、土体结构形态的定量分析和其他有关方面的研究。

对于土体结构实验研究的一些新技术和方法及取得的进展，主要可以归结为以下一些方面。

1.1扫描电子显微镜测试技术扫描电子显微镜应用于岩土领域的应用研究工作，已取得了不少的成果。

高国瑞等对黄土微观结构进行了研究；李晓军、张登良利用立体测量技术，对压实黄土的孔隙分布及压实黄土方向性进行了定量分析，探讨了结构系数与土体各向异性的关系。

王清等通过SEM图像处理技术，提出了粘性土微观中的结构单元体形态、定向性、孔隙特征等结构要素的定量评价指标，对数种粘性土在不同剪切荷载作用下的变形进行分析；唐益群等对地铁振动荷载作用下饱和软粘土性状微观进行了研究，将原状土和循环三轴试验破坏后两种状态的土样作了对比；白晓红等提出了一种根据图像灰度确定土体颗粒及颗粒集合体的组合形态分布的强化定向法。

1.2计算机断层扫描技术（CT）计算机断层扫描技术是从医疗领域发展起来的一项无损探测技术。

在这一技术的应用方面，许多工作者做了工作，施斌对高岭土进行的动态的测试，李晓军等釆用CT图像和数据对不同的土样进行了分析，计算了土样的结构系数和结构张量。

岩土本构综述

文章编号（黑体加粗）：1000－7598－(2003) 02―0304―03（编号用Times New Roman）饱和土本构模型研究进展摘要：自20世纪50年代以来，随着计算机技术的发展，许多能够描述饱和土体复杂力学行为的本构模型相继被提出来，但由于模型数量较多，很多模型较为复杂，因此不被工程师们所接受。

综述近60年来饱和土体静力本构和动力本构的发展情况，对每种模型进行简单的介绍，以求尽可能多的囊括近年来较为成熟的各类模型，便于工程师与科研工作者对这些模型有所了解，并能在工程中进一步完善和应用。

关键词：中图分类号：TU 443（Times New Roman）文献标识码：AAdvance in research on constitutive model of saturated soilAbstract: s ince 1950’s, with the development of computer science, many constitutive models were proposed to describe the complicated nature of saturated soil. However, the number of the new model is too large and many of them are not accepted by engineers. We review the development of saturated soil constitutive and soil dynamics constitutive in nearly 60 years, and introduce as many relevant maturity models briefly as possibly in order to make engineers and scientists know about these models and utilize them in real projects.Key words:1.引言土作为一个自然形成的天然材料，具有复杂的物理力学性质，普遍认为用统一的土的本构模型完全模拟土的物理力学性质是十分困难的[1]，现有的模型普遍都具有局限性。