1.一种弹塑性本构模型的构建方法,其特征在于,本构模型弹性部分的增量表达式为:其中,S1、S2分别表示Δτ′、Δσ′的差分型式;Δτ′、Δσ′分别为修正后剪切应力τ′和修e
正后平均正应力σ′的增量;G为剪切模量;K为体积模量;Δγ为弹性状态下的剪应变增量;
e
Δε为弹性状态下的正应变增量;μ为泊松比;E为弹性模量;
本构模型体积塑性应变增量表示为:本构模型剪切塑性应变增量表示为:本构模型张拉塑性应变增量表示为:其中,Δe为塑性应变增量;上标pv、ps、pt分别表示体积塑性变形、剪切塑性变形和张v s t
拉塑性变形;g为体积塑性势函数;g 为剪切势函数;g为张拉势函数;σ为平均正应力;τ为s v t
剪切应力;λ为塑性剪切流动因子;λ为塑性体积流动因子;λ为塑性张拉流动因子;Nψ为与剪胀相关的材料参数。
s
2.根据权利要求1所述的弹塑性本构模型的构建方法,其特征在于,剪切势函数g表达s
式为:g=τ+Nψσ‑NψP;P为膨胀应力; 默认值为0,当对应于相关联的流动法则时, ψ为剪胀角, 为扩展DP准则的材料参数。
v
3.根据权利要求1所述的弹塑性本构模型的构建方法,其特征在于,体积塑性势函数gv
表达式为:g=σ。
t
4.根据权利要求1所述的弹塑性本构模型的构建方法,其特征在于,张拉势函数g表达t v
式为:g=σ=g。
5.根据权利要求2所述的弹塑性本构模型的构建方法,其特征在于,膨胀应力P的计算公式为: 其中, Δw为含水率的变化量;ρd为试件的干密度;ρw为水的密度;εe为无荷膨胀试验中的竖向应变。
6.根据权利要求2所述的弹塑性本构模型的构建方法,其特征在于,所述扩展DP准则包括:
v v
体积屈服准则:f=σ′=σ‑P;当f>0时,说明膨胀土出现体积屈服;
s
剪切屈服准则: 当f>0时,此时膨胀土开始进行剪切屈服;其中,σ′为考虑膨胀应力的平均正应力,即修正后平均正应力;τ′为考虑膨胀应力的剪切应力,即修正后剪切应力,其值等于τ; 和 为扩展DP准则的材料参数,其中, 为内摩擦角,c为粘聚力;
t t t t t
张拉屈服准则:f =σ′‑σ=σ‑P‑σ;σ为抗拉强度;当f >0时,说明膨胀土发生拉伸屈服。
7.根据权利要求1所述的弹塑性本构模型的构建方法,其特征在于,考虑膨胀应力后,剪切应力τ′和平均正应力σ′的计算公式为:其中,sij为偏应力张量;σkk为正应力;σ11、σ22、σ33分别为第一、二、三主应力。
8.根据权利要求1所述的弹塑性本构模型的构建方法,其特征在于,剪切应变增量Δγ和体积应变增量Δε的表达式为:其中,ε11、ε22、ε33分别为第一、二、三主应变;Δε11、Δε22、Δε33分别为ε11、ε22、ε33的增量;ε12、ε23、ε13分别为剪应变。
9.一种弹塑性本构模型的构建系统,其特征在于,包括计算机设备;所述计算机设备被配置或编程为用于执行权利要求1~8之一所述方法的步骤。