[發(fā)明專利]一種級(jí)配碎石重復(fù)荷載試驗(yàn)的彈塑性屈服點(diǎn)應(yīng)力確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810550856.4
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108732048B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬骉;李寧;王小慶;司偉;陳莎莎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/32
• 分類號(hào): G01N3/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種級(jí)配碎石重復(fù)荷載試驗(yàn)的彈塑性屈服點(diǎn)應(yīng)力確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：進(jìn)行至少四種荷載強(qiáng)度下的級(jí)配碎石的重復(fù)荷載試驗(yàn)，獲取重復(fù)荷載試驗(yàn)下級(jí)配碎石的塑性應(yīng)變率和回彈應(yīng)變；重復(fù)荷載試驗(yàn)條件中的荷載強(qiáng)度取值在級(jí)配碎石層的軸向應(yīng)力范圍內(nèi)，荷載作用次數(shù)在20000次以上，圍壓為10～50kPa常圍壓；塑性應(yīng)變率和回彈應(yīng)變的計(jì)算方法如下所示：

式中：為塑性應(yīng)變率，即第N次加載時(shí)產(chǎn)生的塑性應(yīng)變；ε_p(N)為第N次加載時(shí)總塑性應(yīng)變；ε_p(N-1)為第N-1次加載時(shí)總塑性應(yīng)變；ε_r(N)為第N次加載時(shí)的回彈應(yīng)變；ε_PK-PK(N)為第N次加載時(shí)最大應(yīng)變與最小應(yīng)變的幅度；

步驟二：采用安定性分析方法，以設(shè)定階段的累積塑性應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)級(jí)配碎石達(dá)到安定狀態(tài)；在安定狀態(tài)下，分析級(jí)配碎石的塑性應(yīng)變率和回彈應(yīng)變與荷載強(qiáng)度和荷載作用次數(shù)的關(guān)系，建立級(jí)配碎石不同荷載強(qiáng)度和荷載次數(shù)下塑性應(yīng)變率和回彈應(yīng)變的預(yù)估模型；級(jí)配碎石的安定狀態(tài)判定依據(jù)為文獻(xiàn)當(dāng)?shù)?000次至第5000次重復(fù)荷載作用之間的累積塑性應(yīng)變滿足條件時(shí)，判定結(jié)構(gòu)處于安定狀態(tài)；當(dāng)級(jí)配碎石不滿足安定狀態(tài)評(píng)價(jià)時(shí)，重新選擇級(jí)配碎石材料類別或者荷載強(qiáng)度，以改變荷載強(qiáng)度優(yōu)先；在滿足安定狀態(tài)下，建立級(jí)配碎石重復(fù)荷載作用下的塑性應(yīng)變率和回彈應(yīng)變的預(yù)估模型如下：

ε_r(N)＝C+D*E^N (4)

式中：A、B、C、D、E為模型參數(shù)，均為軸向荷載的函數(shù)，即A＝f₁(σ_d)、B＝f₂(σ_d)、C＝f₃(σ_d)、D＝f₄(σ_d)、E＝f₅(σ_d)；σ_d為軸向荷載偏應(yīng)力；

步驟三：以空間滑動(dòng)面模型為級(jí)配碎石的塑性屈服準(zhǔn)則，分析SMP屈服準(zhǔn)則與塑性應(yīng)變率和回彈應(yīng)變的相關(guān)性，建立SMP屈服準(zhǔn)則與塑性應(yīng)變率和回彈應(yīng)變的計(jì)算模型，計(jì)算不同荷載強(qiáng)度和荷載作用次數(shù)下的級(jí)配碎石的軸向屈服應(yīng)力；其中，SMP屈服準(zhǔn)則與塑性應(yīng)變率和回彈應(yīng)變的計(jì)算模型為：

式中：f為屈服函數(shù)；I₁、I₂、I₃分別為第一、第二和第三主應(yīng)力不變量，其中，I₁＝σ₁+σ₂+σ₃、I₂＝-(σ₁σ₂+σ₂σ₃+σ₃σ₁)、I₃＝σ₁σ₂σ₃；a、b為模型參數(shù)；σ₁、σ₂、σ₃為第一、第二和第三主應(yīng)力；σ_d為軸向荷載偏應(yīng)力，p_a為大氣壓力；

在軸對(duì)稱荷載條件下，圍壓σ_c已知時(shí)，由式(5)即可計(jì)算不同荷載強(qiáng)度和荷載次數(shù)下的軸向屈服應(yīng)力σ_y：