宏观应力应变，强度特性和体积变化特性的分析结果

本书从宏观角度对不同荷载条件下试样的应力—应变—强度特性和体积变化特性进行了分析。

1）密实试样一般具有明显的峰值偏应力或峰值应力比，且试样发生剪切膨胀。松散试样发生剪切压缩，没有出现明显的峰值偏应力或峰值应力比。对于出现明确峰值偏应力的试样，平面应变试样峰值偏应力对应的轴应变比三轴压缩试样小。

2）平面应变条件下密实试样应变软化现象一般比三轴压缩条件下更加明显。在平面应变模拟中，如果试样破坏时发生应变局部化，会伴随应变软化现象和体积变化，但是一旦应变局部化形成，应变软化现象和体积变化基本停止。

3）不同荷载条件下相同围压和相同孔隙比的试样，平面应变试样的峰值摩擦角最大，三轴压缩试样次之，直剪试样最小。在相同的荷载条件下，围压越大、孔隙比越低，峰值摩擦角越大。临界状态时，平面应变试样的摩擦角最大，三轴压缩试样次之，直剪试样最小。但在相同荷载条件下，围压不同、孔隙比不同的试样的临界摩擦角相近。(www.xing528.com)

4）研究发现，三轴压缩条件和平面应变条件下材料的小应变特性具有很大差别，但是在采用三轴压缩试验结果估算平面应变条件下强度参数的方法的实际工程中很少考虑这一差别。本书利用线弹性模型根据三轴压缩试验结果值计算了小应变状态时平面应变试验试样的杨氏模量和泊松比。但数值模拟结果发现，根据三轴压缩模拟结果计算得到的杨氏模量比通过平面应变模拟直接测出来的值大。这说明颗粒材料在小应变状态时也并不完全符合线弹性模型，且三轴压缩试样变形后不再是标准的直立圆柱，平面应变试样变形后也不是正交长方体。

5）将平面应变试验数值模拟直接测得的强度系数与采用经验或半经验公式根据三轴压缩或直剪试验结果推算的平面应变条件的试样抗剪强度系数进行了对比。发现有的经验公式（Hanna，2001；Ramamurthy and Tokhi，1981）推算的平面应变强度参数与数值模型的实测值比较接近。但有些公式计算结果比实测值大（Bolton，1986）。所以，在采用经验或半经验公式根据三轴压缩或直剪试验结果推算平面应变试样参数时需要特别注意，避免不保守设计计算。