Bouc-Wen土體動(dòng)力本構(gòu)模型及其閾值應(yīng)變研究.pdf

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

2、。到目前為止，所提出土體動(dòng)力模型大多不能令人滿意。BoucWen土體動(dòng)力模型既包含非線性阻尼，又包含非線性剛度，可通過(guò)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(dòng)力荷載作用下非線性、滯后性、變形積累等特性。BoucWen模型還無(wú)需處理加載拐點(diǎn)，方便編程，具有良好的通用性。BoucWen土體動(dòng)力模型也能很好地反映剛度和阻尼隨剪應(yīng)變的變化，適于描述多種類型土的循環(huán)動(dòng)力特性。本文在介紹典型BoucWen土體動(dòng)力模型的基礎(chǔ)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(duì)滯回圈的影響，探討了Bouc—Wen土體動(dòng)力模型的適用條件。結(jié)合常規(guī)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)得到的土的動(dòng)剪切模量及等效阻尼比與循環(huán)剪應(yīng)變之間的關(guān)系曲線，采用遺傳算法對(duì)BoucWen土體動(dòng)力模型進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，得到了幾種不同壩料的BoucWen土體動(dòng)力模型參數(shù)隨動(dòng)剪應(yīng)變的變化規(guī)律。通過(guò)將BoucWen土體動(dòng)力模型的微分表達(dá)式線性化，并采用最4乘法對(duì)直接通過(guò)動(dòng)力試驗(yàn)得到的滯回曲線進(jìn)行參數(shù)辨

4、識(shí)，可以得到BoucWen模型的參數(shù)初始值。對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化后，得到的模型曲線與試驗(yàn)點(diǎn)總體上較好吻合。從熱力學(xué)基本定律出發(fā)，克服HardinDmevich模型及RambergOsgood模型未考慮實(shí)際阻尼比隨剪應(yīng)變變化的局限，結(jié)合模量退化和阻尼增長(zhǎng)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(dòng)力耗散特征及動(dòng)力變形機(jī)理，得到筑壩土石料的閾值應(yīng)變。其中第2閾值應(yīng)變與傳統(tǒng)試驗(yàn)方法得到的門檻應(yīng)變相當(dāng)。關(guān)鍵詞：土體動(dòng)力本構(gòu)模型；