岩土塑性力学的新进展——广义塑性力学

多数岩土工程都处于弹塑性状态,因而岩土塑性在岩土工程的设计中至关重要。本文首先简要回顾了岩土塑性的发展过程,分析了经典塑性力学用于岩土类材料存在的问题,指出其采用的3个不符合岩土材料变形机制的假设。放弃这3条假设,从固体力学原理直接导出广义塑性位势理论,从而将经典塑性力学改造成更一般的塑性力学———广义塑性力学。广义塑性力学采用了塑性力学中的分量理论,能反映应力路径转折的影响,克服了塑性应变增量方向与应力增量无关的错误;要求屈服面与塑性势面对应,而不要求相等,避免了采用正交流动法则引起过大剪胀等不合理现象,也不会产生当前非关联流动法则中任意假定塑性势面引起的误差。文中给出了广义塑性力学的屈服面理论、硬化定律和应力—应变关系,并在应力增量分解的基础上,建立了考虑应力主轴旋转的广义塑性位势理论,从而可求出应力主轴旋转产生的塑性变形。通过分析屈服面的物理意义,表明屈服条件是状态参数,它与应力状态、应力历史及材性等状态量有关;同时也是试验参数,只能由试验给出。通过实际应用,表明广义塑性力学不仅可以作为岩土材料的建模理论,而且还可以应用于诸如极限分析等土力学的诸多领域,具有广阔的应用前景。