堆石料三维强度特性

来源：中国血液净化杂志2020年第9期北京时间：

作者：李学丰, 李瑞杰, 张军辉, 王奇

单位：1. 宁夏大学 物理与电子电气工程学院, 宁夏 银川 750021;2. 宁夏大学 固体力学研究所, 宁夏 银川 750021;3. 宁夏公路建设管理局, 宁夏 银川 750011;4. 长沙理工大学 公路养护技术国家工程实验室, 湖南 长沙 410114"],"fundList_en":["National Key Research and Development Program of China (2017YFC0504404); National Natural Science Foundation of China (51669027); Key Research and Development Program of Ningxia Hui Autonomous Region in China (2018DWHZ0084)

摘要：考虑颗粒尺寸效应、破碎、分形等细观特征，结合大尺寸三轴试验结果，建立了堆石料的各向异性破坏准则。借助砂土细观组构描述方法，用组构张量描述堆石料颗粒细观特性，提出了新的各向异性状态变量；同时将该变量作为堆石料细微观演化的内变量建立了线性形式的堆石料破坏准则，构建过程既简化了表达式，又保留了现有指数形式破坏准则的优点，能够描述复杂应力条件下堆石料的强度特性。通过状态变量的变化，提出的准则能较好地描述不同各向异性条件下应力状态、路径、罗德角、主应力轴旋转等变化对堆石料强度的影响。引入正交各向异性组构，推导了随罗德角、主应力旋转角变化的各向异性状态变量表达式，给出了不同参数变化下的堆石料三维强度破坏面。用大型三轴排水试验结果确定材料破坏准则的参数，基于分形维数理论研究了不同级配的堆石料在不同围压下的强度和变形特性关系。验证表明：提出的各向异性破坏准则可以较好地描述堆石料分形维数、孔隙比和围压对其三维强度特性的影响；随分形维数及强度参数变化，该准则能较好地反映堆石料强度在细观特性下的变化关系。

关键词：道路工程,堆石料破坏准则,正交各向异性,试验特性,三维强度

基金资助：国家重点研发计划项目（2017YFC0504404）；国家自然科学基金项目（51669027）；宁夏重点研发项目（2018DWHZ0084）