土的古典与现代强度理论讲义

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平面上的的各强度度准则3.莫尔－库库仑强度度准则莫尔（Mohr）单值函数数在一定的的应力范范围，线线性关系系－库仑仑公式三轴平面面图3－83莫尔－库库仑强度度准则三维空间间平面4.Tresca、Mises和Mohr-Coulomb三个强度度准则的的讨论图3－84三维应力力空间及及平面对于广义义米泽斯斯及特雷雷斯卡准准则，将将有一个个主应力力为拉应应力（<0）图3－85平面－3.6.3近代的强强度理论论1.莱特－邓邓肯(Lade-Duncan)破坏准则则2.松冈元-中井照夫夫（Matsuoka-Nakai）强度理理论3.双剪应力力强度理理论4.隐式的破破坏准则则本构关系系－应力力应变与与强度关关系土的强度度，或者者破坏是是其应力力应变过过程的最最后阶段段，即在在微小的的应力增增量下，，会产生生很大（（或者不不可控制制）的应应变增量量。因而而破坏是是应力应应变关系系的最后后阶段。。1.莱特－邓邓肯(Lade-Duncan)强度准则则(kf>27)=1/31.莱特－邓邓肯(Lade-Duncan)强度准则则Lade-Duncan破坏准则图3－86Lade-Duncan破坏准则图3－87与试验结果的的比较修正的Lade-Duncan破坏准则——微弯的破坏轨迹图3－88修正的Lade-Duncan破坏准则2.松冈元-中井照夫（（Matsuoka-Nakai）破坏准则基于空间滑动动面（SMP：spatialmobilizedplane）的概念空间滑动面（（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两两个占主导地位位的主剪应力及及相应的主正应应力的函数达到到某一极限值时时，土单元发生生破坏。b、c和为三个试验常数数。图3－93强度极限面当b＝＝0时，退化成特雷雷斯卡强度准则则。当b＝0时，退化为莫尔尔－库仑强度准准则如果三轴试验得得到=0与=90时，则：摩尔-库仑强度准则、、Lade-Duncan准则、松冈元准则、以及教材中的式式（2-239）-（2-241）准则在平面上的形形状分别为圆和和等边三角形。。4.隐式的破坏准则则破坏：加微小应力增量量dij，会产生不可控制制的或很大的应应变增量。dd图3－94强度与应力应变变关系4.隐式的破坏准则则Duncan-ChangCam-Clay应力达到强度时时，Et0或者d1弹塑性模型：A0破坏条件隐含在在H中5.土的各向异性的的强度的表示横向各向同性：：等效应力不变变量3.6.4关于强度理论的的讨论（1）米泽斯和特雷斯卡：：只有在饱和软软粘土的不排水水情况下，还可可以使用。（2）莫尔－库仑准则则表达了破坏