基于扰动状态概念的颗粒材料应变局部化行为模拟

摘要：

基于经典连续体的Duncan-Chang模型缺少用于表征材料破坏程度的参数及与应变局部化带宽相关的特征长度,且无法反映材料的软化特性.为此,基于扰动状态概念,引入Cosserat连续体理论作为正则化机制,以Duncan-Chang模型描述相对完整状态下材料的响应,以临界状态模型描述完全调整状态下材料的力学行为,并分别基于常规三轴试验曲线与体积应变阈值、形状改变能极限状态概念提出两种扰动因子演化方式.利用数值算例考察了扰动对材料承载力、应变局部化行为的影响.模拟结果表明:两种演化方式均能描述材料的软化特性,第二种方式在预测剪破角变化规律方面更为合理;所发展的扰动状态模型在模拟应变局部化问题时可以在一定程度上消除对有限元网格密度的敏感性.

关键词：应变局部化、扰动状态概念、Duncan-Chang模型、Cosserat理论、扰动函数

所属期刊栏目：42

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目10802060,11172216;国家"973"计划项目2010CB731502

在线出版日期：2014-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：59-69,76