臨界狀態(tài)土力學(xué)

1　土的一般力學(xué)性質(zhì)和體積變形 1
　1.1 概述 1
　1.2 土的應(yīng)力變量 4
　1.3 三維軸對(duì)稱(chēng)情況下的應(yīng)力和應(yīng)變 4
　1.4 土的一般力學(xué)性質(zhì) 8
　1.5 土的體積變形 10
　1.6 正常固結(jié)狀態(tài)與正常固結(jié)土 12
　1.7 土的各向同性壓縮和膨脹 14
　　1.7.1 各向同性壓力作用下土的行為 14
　　1.7.2 土的超固結(jié)狀態(tài) 17
　1.8 土的一維壓縮和膨脹 19
　　1.8.1 一維壓縮和膨脹與各向同性壓縮和膨脹的比較 19
　　1.8.2 一維壓縮和膨脹與三維軸對(duì)稱(chēng)壓縮和膨脹的比較 21
　1.9 思考題 23
　1.10 習(xí)題 23
2　幾個(gè)基本概念及土的體積變形和剪切變形的關(guān)系 24
　2.1 土的臨界狀態(tài) 24
　　2.1.1 臨界狀態(tài)在三維軸對(duì)稱(chēng)情況下的表述 24
　　2.1.2 臨界狀態(tài)在二維平面應(yīng)力空間的表述 29
　　2.1.3 砂土和超固結(jié)土的臨界狀態(tài) 30
　　2.1.4 臨界孔隙比 35
　2.2 砂土的相變 35
　2.3 正常固結(jié)黏土的偏應(yīng)力作用和體積變形 38
　　2.3.1 排水條件的影響 38
　　2.3.2 不排水實(shí)驗(yàn)結(jié)果 40
　　2.3.3 排水實(shí)驗(yàn)結(jié)果 41
　　2.3.4 Roscoe空間中不排水平面與排水平面 43
　　2.3.5 Roscoe面 45
　　2.3.6 關(guān)于坐標(biāo)歸一化的討論 49
　　2.3.7 正常固結(jié)土的狀態(tài)邊界面 51
　　2.3.8 三軸排水路徑的一些具體情況介紹 53
　　2.3.9 結(jié)論 55
　2.4 超固結(jié)土的偏應(yīng)力作用和體積變形 56
　　2.4.1 超固結(jié)土的排水實(shí)驗(yàn) 56
　　2.4.2 超固結(jié)土的不排水實(shí)驗(yàn) 57
　　2.4.3 超固結(jié)土的Hvorslev面 58
　　2.4.4 完整的狀態(tài)邊界面 62
　　2.4.5 土的剪脹區(qū)和剪縮區(qū)的劃分 68
　　2.4.6 超固結(jié)土峰值邊界面的其他形式 70
　2.5 砂土的偏應(yīng)力作用和體積變形 72
　　2.5.1 砂土三軸排水實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 73
　　2.5.2 砂土三軸不排水實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 75
　　2.5.3 砂土三軸剪切實(shí)驗(yàn)的一般性結(jié)論 76
　　2.5.4 砂土的狀態(tài)參數(shù) 78
　　2.5.5 砂土剪脹的影響 81
　2.6 思考題 83
　2.7 習(xí)題 84
3　劍橋模型 85
　3.1　概述 85
　3.2 土的線彈性變形 86
　　3.2.1 各向同性線彈性變形 86
　　3.2.2 土的彈性墻 88
　　3.2.3 土的彈性應(yīng)變的計(jì)算 90
　3.3 土的塑性變形 93
　　3.3.1 屈服面、加載面、破壞面和屈服函數(shù) 93
　　3.3.2 塑性勢(shì)函數(shù) 94
　　3.3.3 相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則和非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則 95
　　3.3.4 硬化規(guī)律或硬化模型 96
　　3.3.5 劍橋模型所采用的屈服面、塑性勢(shì)面、流動(dòng)法則、硬化模型和假定 97
　3.4 原始劍橋模型 98
　　3.4.1 屈服面方程的建立 98
　　3.4.2 硬化參量的推導(dǎo) 99
　　3.4.3 塑性應(yīng)變?cè)隽糠匠痰耐茖?dǎo) 102
　3.5 修正劍橋模型 103
　　3.5.1 關(guān)于屈服面的一般性討論 104
　　3.5.2 塑性功方程和剪脹方程 104
　　3.5.3 屈服函數(shù)和塑性勢(shì)函數(shù) 105
　　3.5.4 硬化參量 105
　　3.5.5 塑性應(yīng)變?cè)隽糠匠痰耐茖?dǎo) 106
　3.6 不同應(yīng)力路徑下劍橋模型塑性應(yīng)變?cè)隽糠匠?107
　　3.6.1 劍橋模型的一般表示 107
　　3.6.2 排水路徑下的計(jì)算 107
　　3.6.3 不排水路徑下的計(jì)算 111
　　3.6.4 三軸伸長(zhǎng)情況 117
　3.7 土性指標(biāo)的確定 118
　　3.7.1 臨界狀態(tài)M的確定 118
　　3.7.2 壓縮系數(shù) 和回彈系數(shù)的確定 119
　3.8 小結(jié) 119
　3.9　思考題 120
　3.10 習(xí)題 120
4　三維主應(yīng)力空間中土的屈服面和狀態(tài)邊界面及平面應(yīng)變問(wèn)題 122
　4.1 三維主應(yīng)力空間與π平面 122
　4.2 中主應(yīng)力對(duì)屈服和強(qiáng)度的影響 125
　　4.2.1 三軸壓縮和三軸伸長(zhǎng)狀態(tài) 125
　　4.2.2 三維應(yīng)力空間中的莫爾?庫(kù)侖準(zhǔn)則 127
　　4.2.3 米塞斯破壞準(zhǔn)則與莫爾?庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則的應(yīng)用 131
　4.3 三維情況下土的應(yīng)力?應(yīng)變關(guān)系表達(dá)式 136
　　4.3.1 三維主應(yīng)力空間的屈服面和狀態(tài)邊界面 137
　　4.3.2 三維應(yīng)力?應(yīng)變關(guān)系的增量表達(dá)式 138
　4.4 采用通過(guò)三軸壓縮實(shí)驗(yàn)得到的參數(shù)預(yù)測(cè)平面應(yīng)變條件下土的行為 139
　　4.4.1 平面應(yīng)變條件下三維主應(yīng)力（）空間中的屈服面 139
　　4.4.2 平面應(yīng)變條件下二維主應(yīng)力（）空間中的屈服面 140
　　4.4.3 平面應(yīng)變條件下二維應(yīng)力（）空間中的屈服面 141
　　4.4.4 平面應(yīng)變條件下應(yīng)力?應(yīng)變的增量方程 143
　4.5 三維空間中土的應(yīng)力作用的討論 145
　　4.5.1 中主應(yīng)力對(duì)應(yīng)力?應(yīng)變關(guān)系的影響 145
　　4.5.2 中主應(yīng)力對(duì)強(qiáng)度關(guān)系的影響 149
　　4.5.3 主應(yīng)力軸旋轉(zhuǎn)的影響 150
5 劍橋模型的優(yōu)點(diǎn)和局限性 151
　5.1 劍橋模型的優(yōu)點(diǎn) 151
　5.2　劍橋模型的局限性 151
　5.3 劍橋模型的進(jìn)一步發(fā)展 152
參考文獻(xiàn) 153