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1、3. 6 土的強(qiáng)度理論3.6.1 概述3.6.2 土的古典強(qiáng)度理論3.6.3 近代的強(qiáng)度理論3.6.4 關(guān)于強(qiáng)度理論的討論3.6.1概述(1)材料的強(qiáng)度是指材料破壞時(shí)的(應(yīng)力)狀態(tài)。(2)定義破壞的方法(數(shù)學(xué)表達(dá)式)是破壞準(zhǔn)則。破壞準(zhǔn)則常常是應(yīng)力狀態(tài)的組合。(3)強(qiáng)度理論是揭示土破壞的機(jī)理的理論,它也以一定的應(yīng)力狀態(tài)的組合來(lái)表示。因而強(qiáng)度理論與破壞準(zhǔn)則的表達(dá)式是一致的。3.6.1 概述一般表達(dá)式對(duì)于各向同性材料或者四大古典強(qiáng)度理論最大正(拉)應(yīng)力理論(第一強(qiáng)度理論);最大正(拉)應(yīng)變理論(第二強(qiáng)度理論);最大剪應(yīng)力理論(第三強(qiáng)度理論);最大變形能理論(第四強(qiáng)度理論)。對(duì)于土,這些強(qiáng)度理論不適用

2、。3.6.2 土的經(jīng)典強(qiáng)度理論1. 特雷斯卡(Tresca)準(zhǔn)則及其廣義理論2. 米澤斯(Von Mises)準(zhǔn)則及其廣義理論3. 莫爾庫(kù)侖(Mohr-Coulomb)強(qiáng)度理論4. 三個(gè)強(qiáng)度準(zhǔn)則的理論1. 特雷斯卡(Tresca)準(zhǔn)則與廣義特雷斯卡(extended Tresca)準(zhǔn)則廣義形式1=3, 2=2, 3=1, k=(1- 3)/2=1 =0K=1六棱柱的表面:圖379 特雷斯卡與米澤斯準(zhǔn)則圖380 廣義的形式柱面與錐面2. 米澤斯(Von Mises)和廣義米澤斯(extended Von Mises)準(zhǔn)則廣義米澤斯 Drucker-Prager準(zhǔn)則圖381 米澤斯和廣義米澤斯準(zhǔn)則

3、132圓柱面與圓錐面圖382 平面上的各強(qiáng)度準(zhǔn)則3. 莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則莫爾(Mohr)單值函數(shù)在一定的應(yīng)力范圍,線性關(guān)系庫(kù)侖公式三軸平面圖383 莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則三維空間平面4. Tresca、Mises和Mohr-Coulomb三個(gè)強(qiáng)度準(zhǔn)則的討論圖384 三維應(yīng)力空間及平面對(duì)于廣義米澤斯及特雷斯卡準(zhǔn)則,將有一個(gè)主應(yīng)力為拉應(yīng)力(27) = 1/31. 萊特鄧肯(Lade-Duncan)強(qiáng)度準(zhǔn)則Lade-Duncan 破壞準(zhǔn)則圖386 Lade-Duncan 破壞準(zhǔn)則圖387 與試驗(yàn)結(jié)果的比較修正的Lade-Duncan破壞準(zhǔn)則微彎的破壞軌跡圖388 修正的Lade-Duncan破壞準(zhǔn)則2. 松

4、岡元-中井照夫 (Matsuoka- Nakai)破壞準(zhǔn)則基于空間滑動(dòng)面(SMP:spatial mobilized plane)的概念 空間滑動(dòng)面(SMP)圖389 空間滑動(dòng)面模型2=3時(shí),傾角為45 mo13 ,mo23=0,mo12mo13,與莫爾庫(kù)侖準(zhǔn)則一致圖390 空間滑動(dòng)面模型tan212+ tan223+ tan213=kf 2. 松岡元-中井照夫 (Matsuoka- Nakai)破壞準(zhǔn)則圖391 不同強(qiáng)度參數(shù)平面上的強(qiáng)度軌跡3. 雙剪應(yīng)力強(qiáng)度理論12面體應(yīng)力的概念主正應(yīng)力主剪應(yīng)力圖392 12面體應(yīng)力的概念某土單元上的兩個(gè)占主導(dǎo)地位的主剪應(yīng)力及相應(yīng)的主正應(yīng)力的函數(shù)達(dá)到某一極限

5、值時(shí),土單元發(fā)生破壞。b、c和為三個(gè)試驗(yàn)常數(shù)。圖393 強(qiáng)度極限面當(dāng)b0時(shí),退化成特雷斯卡強(qiáng)度準(zhǔn)則。 當(dāng)b0時(shí),退化為莫爾庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則如果三軸試驗(yàn)得到=0與=90時(shí),則:摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則、Lade-Duncan準(zhǔn)則、松岡元準(zhǔn)則、以及教材中的式(2-239)-(2-241)準(zhǔn)則在平面上的形狀分別為圓和等邊三角形。4. 隱式的破壞準(zhǔn)則 破壞:加微小應(yīng)力增量dij,會(huì)產(chǎn)生不可控制的或很大的應(yīng)變?cè)隽?。dd圖394 強(qiáng)度與應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系4. 隱式的破壞準(zhǔn)則Duncan-ChangCam-Clay應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度時(shí),Et0或者d1彈塑性模型:A0破壞條件隱含在H中5. 土的各向異性的強(qiáng)度的表示橫向各向同性:等效應(yīng)力不變量3.6.4 關(guān)于強(qiáng)度理論的討論(1)米澤斯和特雷斯卡:只有在飽和軟粘土的不排水情況下,還可以使用。(2)莫爾庫(kù)侖準(zhǔn)則表達(dá)了破壞面上

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