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《莫尔_库仑等面积圆屈服准则的简化形式及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第31卷第4期福州大学学报(自然科学版)Vol.31No.42003年8月JournalofFuzhouUniversity(NaturalScience)Aug.2003文章编号:1000-2243(2003)04-0454-06莫尔-库仑等面积圆屈服准则的简化形式及应用1,22戴自航,沈蒲生(1.福州大学环境与资源学院,福建福州350002;2.湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082)摘要:在三维应力空间,采用解析几何的方法,导出了莫尔-库仑等面积圆屈服准则的简化形式.介绍了可直接利用现有大型有限元程
2、序在德鲁克-普拉格屈服准则下,按强度折减原理求解边坡安全系数的方法.算例表明,采用简化屈服准则无须修改现有程序,且对简单边坡,据此求得的安全系数与传统的极限平衡法所得结果极为相近;对于复合边坡,二者求得的安全系数相对较差可能稍大些.关键词:边坡;应力空间;解析几何;屈服准则;有限元;滑动面中图分类号:TU432文献标识码:ASimplifiedformandapplicationsofMohr-Coulombequivalentareacircleyieldcriterion1,22DAIZi-hang,SHEN
3、Pu-sheng(1.CollegeofEnvironmentandResources,FuzhouUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China;2.CollegeofCivilEngineering,HunanUniversity,Changsha,Hunan410082,China)Abstract:In3-Dstressspace,simplifiedformofMohr-Coulombequivalentareacircleyieldcriterionisderivedbyad
4、optinganalyticgeometrymethod.DirectlyusingtheexistingfiniteelementprogramswithDrucker-Prageryieldcriteriontoanalyzethestabilityofslopesaccordingtostrengthreductionprincipleispresented.Examplesshowthereisnoneedtorevisetheexistingprogramsbyusingthesimplifiedyie
5、ldcriterion.Andforsimpleslopes,thesafetyfactorsobtainedbyFEMarefairlyclosetotheresultsofcon-ventionallimitequilibriummethod.Forcompositeslopes,althoughthedifferencebetweenthesafetyfac-torsobtainedbythetwomethodsmaybeabitlarger.Keywords:slope;stressspace;analy
6、ticgeometry;yieldcriterion;finiteelement;slipsurface实验和工程实践已证实,古典的莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)屈服准则(以下简称M-C准则)能较好地描述土壤、岩石等材料的破坏行为,在岩土工程领域得到了广泛的应用,土力学中边坡稳定、土压力和地基承载力这3大经典问题都直接或间接地借助了这一准则.然而,在有限元数值计算中,直接采用M-C屈服准则常引起不便,因而在假定土体或岩体为理想弹塑性体的情况下,与之近似的德鲁克-普拉格(Drucker-Prager)屈服准
7、则(以下简称D-P准则)被现有许多大型有限元程序,如ANSYS、MARC、NASTRAN等采用.但实际计算比较表明,按照该准则计算与M-C理论计算结果存在较大误[1]差.为此,Zienkiewicz-Pande等人提出了二次型屈服准则去逼近M-C屈服准则,但仍不够理想.徐[2]干成、郑颖人曾提出等面积圆屈服准则,且用工程实例验证了其良好的逼近效果.本文用解析几何方法得到了较之更为简化的屈服准则表达式,实例计算表明,其应用也更为方便.1M-C等面积圆屈服表达式1.1M-C屈服准则及其已有的近似表达式收稿日期:2
8、002-03-26作者简介:戴自航(1966-),男,博士,副教授,湖南大学在站博士后.基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(02JJY2010)第4期戴自航,等:莫尔-库仑等面积圆屈服准则的简化形式及应用455如图1所示,M-C屈服面在主应力空间中,表现为六棱角锥体的表面,角锥体的顶点在静水应力轴上,1=2=3=ctan,角锥体的轴与主应力轴成等倾角.
