岩土颗粒材料的非局部化失稳模式

摘要

文章指出通过对大量边坡失稳案例的分析,研究人员认为由地下水引起的静力液化可能是边坡失稳的隐含机制之一.如松砂在不排水剪切条件下可能发生静力液化,密实的颗粒集合体在特定的应变路径下也会出现相似的现象,即试样整体发生急剧的失稳,此时应力状态尚处于峰值强度线以内.这种失稳模式称之为分散性失稳,是为了强调失稳模式中没有出现应变局部化或者剪切带.本文采用连续-离散耦合分析方法,研究由不规则形状颗粒组成的密实集合体在等比例应变加载路径下的力学特性.根据Hill的材料失稳理论,当试样的应力增量dσ和应变增量dε对应的二阶功d2W为负时,试样即发生不可逆的整体失稳破坏.根据不同等比例应变路径得到p～q曲线为界,在p～q平面内将试样的应力状态分为剪缩区、剪胀-稳定区和剪胀-非稳定区.连接不同围压下试样发生分散性失稳时的应力状态形成失稳线,发现峰值强度线高于临界状态线,临界状态线高于失稳线.