Bouc-Wen土體動力本構模型及其閾值應變研究.pdf

1、碩士學位論文Bouc—Wen土體動力本構模型及其閾值應變研究BoucWenDynamicModelforSoilsandItsThresholdStrain學21006083大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要土體在動荷載作用下的應力應變關系是土動力學的基本內(nèi)容，也是分析土動力反應等一系列工程問題的重要基礎。土體的動力特性主要表現(xiàn)出非線性、滯后性、變形累積以及強度與剛度退化特性

2、。到目前為止，所提出土體動力模型大多不能令人滿意。BoucWen土體動力模型既包含非線性阻尼，又包含非線性剛度，可通過合理選擇參數(shù)得到不同形狀的滯回圈，用以描述土體在動力荷載作用下非線性、滯后性、變形積累等特性。BoucWen模型還無需處理加載拐點，方便編程，具有良好的通用性。BoucWen土體動力模型也能很好地反映剛度和阻尼隨剪應變的變化，適于描述多種類型土的循環(huán)動力特性。本文在介紹典型BoucWen土體動力模型的基礎上，提出修正的B

3、oucWen退化模型，分析了BoucWen模型中各參數(shù)的物理意義及其對滯回圈的影響，探討了Bouc—Wen土體動力模型的適用條件。結合常規(guī)動態(tài)試驗得到的土的動剪切模量及等效阻尼比與循環(huán)剪應變之間的關系曲線，采用遺傳算法對BoucWen土體動力模型進行參數(shù)辨識，得到了幾種不同壩料的BoucWen土體動力模型參數(shù)隨動剪應變的變化規(guī)律。通過將BoucWen土體動力模型的微分表達式線性化，并采用最4乘法對直接通過動力試驗得到的滯回曲線進行參數(shù)辨

4、識，可以得到BoucWen模型的參數(shù)初始值。對參數(shù)進行優(yōu)化后，得到的模型曲線與試驗點總體上較好吻合。從熱力學基本定律出發(fā)，克服HardinDmevich模型及RambergOsgood模型未考慮實際阻尼比隨剪應變變化的局限，結合模量退化和阻尼增長給出基于BoucWen微分模型的增量耗散函數(shù)，研究了筑壩土石料的動力耗散特征及動力變形機理，得到筑壩土石料的閾值應變。其中第2閾值應變與傳統(tǒng)試驗方法得到的門檻應變相當。關鍵詞：土體動力本構模型；