为了研究应力各向异性的影响,最近30多年来涌现了许多考虑各向异性土的本构模型。大家也都认识到理想的各向异性模型应该能够描述土的各向异性的弹性变形和塑性屈服过程,而且还能够考虑主应力轴的旋转效应。遗憾的是,由于天然土的各向异性特征不容易描述,也不易于用现场实验的结果来确定,因而目前能成功应用于岩土工程设计的各向异性的本构模型和理论还不多见。人们往往假定天然土在弹性变形阶段是均匀各向同性的,而只修正塑性屈服面来描述各向同性及各向异性的屈服过程。许多研究针对修正剑桥模型展开并已成功应用于三轴初始各向同性固结的土。例如Wood(1990)[167]建议把Mohr-Coulomb破坏准则结合到修正剑桥模型中去,Wroth(1984)[168]结合Matsuoka破坏准则和Mohr-Coulomb破坏准则定义的内摩擦角,应用修正剑桥模型来模拟分析平面应变实验。这样做虽然考虑了应力引起的各向异性对变形与破坏强度的影响,但还不能准确地考虑应力路径的影响。Dafalias(1987)[116]及Graham和Houlsby(1983)[169]分别通过室内试验和本构理论,从弹性变形和塑性屈服两个方面研究了应力各向异性对饱和土变形特性的影响。目前国际上比较流行的两个饱和土力学模型S—CLAY模型[117,170](Wheeler等,1997、2003)及MIT模型[171～172](Whittle,1991、1993)都很好地考虑了土的应力各向异性。前者利用倾斜屈服面来反映初始应力各向异性,用转动硬化考虑加载引起的应力各向异性；后者则利用边界面理论和随动硬化模型来模拟各向异性的塑性变形。松岗元和孙德安、姚仰平(1999、2006)[173～174]利用应力矢量变换的办法来考虑应力各向异性的作用。Zienkiewicz和Pande(1977)、Pande和Sharma(1983)以及Pietruszczak和Pande(1987)[175～177]利用多层沉积面理论来描述应力各向异性,即利用无数交织的沉积面上的局部正应力和剪应力来描述应力各向异性的滑动变形。Pietruszczak和Mroz(2001)[178]还利用微结构张量取得一个各向异性的系数,从而可以通过把各向同性的破坏准则修改为各向异性的破坏准则的方法来模拟应力各向异性的作用。(www.xing528.com)
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