土的古典与现代强度理论讲义T42

3.6土的强度理论3.6.1概述3.6.2土的古典强度理论3.6.3近代的强度理论3.6.4关于强度理论的讨论3.6.1概述（1）材料的强度是指材料破坏时的(应力)状态。（2）定义破坏的方法（数学表达式）是破坏准则。破坏准则常常是应力状态的组合。（3）强度理论是揭示土破坏的机理的理论，它也以一定的应力状态的组合来表示。因而强度理论与破坏准则的表达式是一致的。3.6.1概述一般表达式对于各向同性材料或者四大古典强度理论最大正（拉）应力理论（第一强度理论）；最大正（拉）应变理论（第二强度理论）；最大剪应力理论（第三强度理论）；最大变形能理论（第四强度理论）。对于土，这些强度理论不适用。3.6.2土的经典强度理论1.特雷斯卡（Tresca）准则及其广义理论2.米泽斯（VonMises）准则及其广义理论3.莫尔－库仑（Mohr-Coulomb)强度理论4.三个强度准则的理论1.特雷斯卡（Tresca）准则与广义特雷斯卡（extendedTresca）准则广义形式1=3,2=2,3=1,k=(1-3)/2=1=0K=1六棱柱的表面：图3－79特雷斯卡与米泽斯准则图3－80广义的形式柱面与锥面2.米泽斯（VonMises）和广义米泽斯（extendedVonMises）准则广义米泽斯——Drucker-Prager准则图3－81米泽斯和广义米泽斯斯准则132圆柱面与圆圆锥面图3－82平面上的各各强度准则则3.莫尔－库仑仑强度准则则莫尔（Mohr）单值函数在一定的应应力范围，，线性关系系－库仑公公式三轴平面图3－83莫尔－库仑仑强度准则则三维空间平面4.Tresca、Mises和Mohr-Coulomb三个强度准准则的讨论论图3－84三维维应应力力空空间间及及平面面对于于广广义义米米泽泽斯斯及及特特雷雷斯斯卡卡准准则则，，将将有有一一个个主主应应力力为为拉拉应应力力（<0）图3－85平面面－3.6.3近代代的的强强度度理理论论1.莱特特－－邓邓肯肯(Lade-Duncan)破坏坏准准则则2.松冈冈元元-中井井照照夫夫（（Matsuoka-Nakai）强强度度理理论论3.双剪剪应应力力强强度度理理论论4.隐式式的的破破坏坏准准则则本构构关关系系－－应应力力应应变变与与强强度度关关系系土的的强强度度，，或或者者破破坏坏是是其其应应力力应应变变过过程程的的最最后后阶阶段段，，即即在在微微小小的的应应力力增增量量下下，，会会产产生生很很大大（（或或者者不不可可控控制制））的的应应变变增增量量。。因因而而破破坏坏是是应应力力应应变变关关系系的的最最后后阶阶段段。。1.莱特特－－邓邓肯肯(Lade-Duncan)强度度准准则则(kf>27)=1/31.莱特特－－邓邓肯肯(Lade-Duncan)强度度准准则则Lade-Duncan破坏坏准准则则图3－86Lade-Duncan破坏坏准准则则图3－87与试试验验结结果果的的比比较较修正正的的Lade-Duncan破坏坏准准则则———微弯弯的的破坏坏轨轨迹迹图3－88修正正的的Lade-Duncan破坏坏准准则则2.松冈冈元元-中井井照照夫夫（（Matsuoka-Nakai）破坏坏准准则则基于于空空间间滑滑动动面面（SMP：spatialmobilizedplane）的概概念念空间间滑滑动动面面（（SMP）图3－89空间滑动面模模型2=3时，倾角为45＋mo13，mo23=0，mo12＝mo13＝，与莫尔－库仑仑准则一致图3－90空间滑动面模模型tan212+tan223+tan213=kf2.松冈元-中井照夫（（Matsuoka-Nakai）破坏准则图3－91不同强度参数数平面上的强度度轨迹3.双剪应力强度度理论12面体应力的概概念主正应力主剪应力图3－9212面体应力的概概念某土单元上的的两个占主导导地位的主剪剪应力及相应应的主正应力力的函数达到到某一极限值值时，土单元元发生破坏。。b、c和为三个试验常常数。图3－93强度极限面面当b＝＝0时，退化成成特雷斯卡卡强度准则则。当b＝0时，退化为为莫尔－库库仑强度准准则如果三轴试试验得到=0与=90时，则：摩尔-库仑强度准准则、Lade-Duncan准则、松冈元准则则、以及教材中中的式（2-239）-（2-241）准则在平面上上的形状分分别为圆和和等边三角角形。4.隐式的破坏坏准则破坏：加微小应力力增量dij，会产生不可可控制的或或很大的应应变增量。。dd图3－94强度与应力力应变关系系4.隐式的破坏坏准则Duncan-ChangCam-Clay应力达到强强度时，Et0或者d1弹塑性模型型：A0破坏条件隐隐含在H中5.土的各向异异性的强度度的表示横向各向同同性：等效效应力不变变量3.6.4关于强度理理论的讨论论（1）米泽斯和特雷斯斯卡：只有有在饱和软软粘土的不不排水情况况下，还可可以使用。。（2）莫