中国人民解放军后勤工程学院：《岩土塑性力学原理—广义塑性力学》讲义

郑颖人院士学术报告会 2021年2月22日

郑颖人院士学术报告会 2021年2月22日

岩士塑性力学原理 义塑性力学 郑颖 国人民放军的工程 2021年2月22日

2 岩土塑性力学原理 ——广义塑性力学 2021年2月22日 郑颖人 院士 中国人民解放军后勤工程学院

主要内容 概论 口应力一应变及其基本方程 一屈服条件与破坏条件 塑性位势理论 口加载条件与硬化规律 广义塑性力学中的弹塑性本构关系 广义塑性力学中的加卸载准则 包含主应力轴旋转的广义塑性力学 口岩土弹塑性模型

3 主 要 内 容 ❑ 概论 ❑ 应力－应变及其基本方程 ❑ 屈服条件与破坏条件 ❑ 塑性位势理论 ❑ 加载条件与硬化规律 ❑ 广义塑性力学中的弹塑性本构关系 ❑ 广义塑性力学中的加卸载准则 ❑ 包含主应力轴旋转的广义塑性力学 ❑ 岩土弹塑性模型

概论 口岩土塑性力学的提出 口岩土塑性力学及其本构模型发展方向 口岩土材料的试验结果 口岩土材料的基本力学特点 口岩土塑性力学与传统塑性力学不同点 口岩土本构模型的建立

4 第1章 概 论 ❑ 岩土塑性力学的提出 ❑ 岩土材料的试验结果 ❑ 岩土塑性力学与传统塑性力学不同点 ❑ 岩土本构模型的建立 ❑ 岩土材料的基本力学特点 ❑ 岩土塑性力学及其本构模型发展方向

口岩土塑性力学的提出 材料受力三个阶段: 弹性→塑性 破坏 弹性力学塑性力学破坏力学 断裂力学等

5 ❑ 岩土塑性力学的提出 ➢材料受力三个阶段： 弹性 → 塑性 → 破坏 弹性力学 塑性力学 破坏力学 断裂力学等

口岩土塑性力学的提出 >塑性力学与弹性力学的不同点 存在塑性变形 °应力应变非线性 加载、卸载变形规律不同 受应力历史与应力路径的影响

6 ➢塑性力学与弹性力学的不同点： • 存在塑性变形 • 应力应变非线性 • 加载、卸载变形规律不同 • 受应力历史与应力路径的影响 ❑ 岩土塑性力学的提出

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口岩土塑性力学的提出 >力学要解决的问题 °已知应力矢量(方向与大小) 求应变矢量(方向与大小) 弹性力学:=(单轴情况) 与弹性力学理论及材料宏观试验参数有关 oO 塑性力学:w=haa aF aH aF Q塑性势函数、F一屈服函数;H一硬化函数

8 ➢力学要解决的问题： • 已知应力矢量(方向与大小) • 求应变矢量 (方向与大小) • 弹性力学: (单轴情况) • 与弹性力学理论及材料宏观试验参数有关 • 塑性力学: ❑ 岩土塑性力学的提出 E  =          =   =   = Q d A Q hd Q d d p 1 ij p ij H F H F A        = Q—塑性势函数、F—屈服函数；H—硬化函数。 

口岩土塑性力学的提出 >传统塑性力学:基于金属材料的变形机制 ①传统塑性位势理论: (给出应变增量的方向) ②屈服条件与硬化规律: aF aH OF dh=--do.A= (给出应变增量的大小) AOo. y aH dEp 06 iy 应用于岩土材料 传统塑性力学。并进一步发展岩土塑性力学

9 ➢传统塑性力学：基于金属材料的变形机制 ij ij p ij F d Q d d        =   = ij p ij ij ij H F H F d A F A d            =   = ; 1 ①传统塑性位势理论： （给出应变增量的方向） ②屈服条件与硬化规律： （给出应变增量的大小） 传统塑性力学 应用于岩土材料 并进一步发展 岩土塑性力学 ❑ 岩土塑性力学的提出

口塑性力学发展历史 1864年 Tresca准则出现,建立起经典塑性力学 19世纪40年代末,提出 Drucker塑性公论,经典塑性 力学完善 1773年 Coulomb提出的土质破坏条件,其后推广为 莫尔一库仑准则; 1957年 Drucker提出考虑岩土体积屈服的帽子屈服面; 1958年 Roscoe等人提出临界状态土力学,1963年提出 剑桥模型。岩土塑性力学建立

10 ❑塑性力学发展历史 1864年Tresca准则出现，建立起经典塑性力学； 19世纪40年代末，提出Drucker塑性公论，经典塑性 力学完善； 1773年Coulomb提出的土质破坏条件，其后推广为 莫尔—库仑准则； 1957年Drucker提出考虑岩土体积屈服的帽子屈服面； 1958年Roscoe等人提出临界状态土力学，1963年提出 剑桥模型。岩土塑性力学建立