土体动力学Hardin-Drnevich模型解析

"这篇论文是关于土的动力Hardin-Drnevich模型的深入研究，主要关注土体在动力荷载下的耗散特性和变形机制。作者通过热力学方法，从模型的骨架曲线和滞回曲线入手，提出了一种新的假设，即背应力等于塑性模量与塑性应变的乘积，构建了土体动力增量耗散函数，并分析了这个函数如何符合热力学定律。此外，论文探讨了该模型在p-q应力空间中的屈服曲线形状、变化规律，以及材料参数对其影响。研究发现屈服曲线呈直线形式，并且随着材料参数增加，曲线会沿逆时针方向旋转。关键词涉及Ziegler假定、滞变、背应力和耗散应力。" 这篇2009年的学术论文聚焦于土力学领域，特别是土的动力响应。Hardin-Drnevich模型是土体动力学中一个重要的理论框架，用于描述土在动态荷载下的行为。作者郭晓霞、迟世春和林卒采用了热力学的视角来重新审视这个模型，以深化对土体动力耗散特性的理解。 他们首先从模型的两个基本特征——骨架曲线（描述土体在无循环荷载下的弹性响应）和滞回曲线（反映土体在循环荷载下的能量损耗和非线性行为）出发，然后引入了一个新的假设，即背应力可以视为塑性模量与塑性应变的乘积。这一假设为构建动力增量耗散函数提供了基础，这种函数能够自然地符合热力学第一定律，即能量守恒。 论文还探讨了在p-q应力空间中，即压力p与剪切应力q的关系图上，由这个新模型得出的屈服曲线。屈服曲线是描述土体在何种应力状态下会发生塑性变形的关键。研究表明，这些屈服曲线呈现直线形态，而且当材料参数改变时，曲线会沿着逆时针方向转动，这揭示了材料性质对土体动力响应的重要影响。 关键词“Ziegler假定”指的是在土力学中用来简化计算的一种假设，它可能被用来简化动态响应的分析。“滞变”是指土体在反复荷载作用下表现出的滞后效应，即应变与应力之间的非即时对应关系。“背应力”是本文提出的新的概念，它与土体的塑性行为密切相关。“耗散应力”则涉及到土体在动力作用下因能量损失而产生的应力状态。 这篇论文通过对Hardin-Drnevich模型的深入研究，为理解和预测土体在动态条件下的行为提供了新的见解，对于土木工程、地质灾害预测以及地下结构设计等领域具有重要的理论和实践价值。