[发明专利]一种基于Excel求解邓肯-张双曲线模型中参数的方法

权利要求书

1.一种基于Excel求解邓肯-张双曲线模型中参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将三轴压缩试验原始数据导入到Excel工作表中，所述原始数据包括轴向位移、钢环变形、孔隙压力和体积变化；

(2)利用Excel对四种围压下三轴压缩试验原始数据进行处理，得到四种围压下三轴压缩试验最基本指标，所述最基本指标包括主应力差、轴向应变和侧向应变；

(3)利用Excel计算公式对四种围压下三轴压缩试验最基本指标进行计算得到四种围压下三轴压缩试验初始指标；

(4)利用Excel计算公式对四种围压下三轴压缩试验最基本指标和四种围压下破坏主应力差进行计算，得到部分邓肯-张双曲线模型的模型参数及第一部分辅助参数；

(5)利用Excel计算公式对四种围压下三轴压缩试验最基本指标进行计算，得到四种围压下莫尔应力圆参数；

(6)利用四种围压下莫尔应力圆参数编辑目标函数表达式，利用Excel软件规划求解功能求解出目标函数中k、b两个变量，利用k、b两个变量求解出三轴压缩试验抗剪强度指标；

(7)利用Excel计算公式对步骤4)中部分邓肯-张双曲线模型的第一部分辅助参数进行计算，得到邓肯-张双曲线模型的第二部分辅助参数；

(8)利用Excel计算公式对邓肯-张双曲线模型的第二部分辅助参数进行计算，再加上步骤6)中计算得到的三轴压缩试验抗剪强度指标，求得全部邓肯-张双曲线模型的模型参数，所述全部邓肯-张双曲线模型的模型参数包括：模型参数D、内摩擦角、黏聚力、破坏比、模型参数K、模型参数n、模型参数G和模型参数F；

(9)利用Excel计算公式对步骤5)中四种围压下莫尔应力圆参数进行处理得到四种围压一系列莫尔应力圆坐标点，选中四种围压一系列莫尔应力圆坐标点，利用Excel绘图功能在同一图上自动绘出四种围压莫尔应力圆；

(10)结合步骤(5)中四种围压下莫尔应力圆参数和步骤(6)中三轴压缩试验抗剪强度指标，利用Excel计算公式进行处理得到一系列强度包线坐标点，选中一系列强度包线坐标点，利用Excel绘图功能在步骤(9)图上自动绘出强度包线。

2.根据权利要求1所述的基于Excel求解邓肯-张双曲线模型中参数的方法，其特征在于，步骤(3)所述四种围压下三轴压缩试验初始指标包括：轴向应变与主应力差之比和侧向应变与轴向应变之比。

3.根据权利要求1所述的基于Excel求解邓肯-张双曲线模型中参数的方法，其特征在于，步骤(4)所述部分邓肯-张双曲线模型的模型参数及第一部分辅助参数包括：模型参数D、轴向应变与主应力差之比-轴向应变直线的截距(a)、轴向应变与主应力差之比-轴向应变直线的斜率(d)、初始泊松比、辅助参数A、辅助参数B和破坏主应力差。

4.根据权利要求1所述的基于Excel求解邓肯-张双曲线模型中参数的方法，其特征在于，步骤(5)所述四种围压下莫尔应力圆参数包括：轴向主应力、莫尔应力圆圆心坐标和莫尔应力圆半径。

5.根据权利要求1所述的基于Excel求解邓肯-张双曲线模型中参数的方法，其特征在于，步骤(6)所述三轴压缩试验抗剪强度指标包括：内摩擦角和黏聚力。

6.根据权利要求1所述的基于Excel求解邓肯-张双曲线模型中参数的方法，其特征在于，步骤(7)所述全部邓肯-张双曲线模型的第二部分辅助参数包括：起始变形模量、极限主应力差、起始变形模量比大气压取对数值和围压比大气压取对数值。

7.根据权利要求2所述的基于Excel求解邓肯-张双曲线模型中参数的方法，其特征在于，步骤(3)所述四种围压下三轴压缩试验初始指标的计算公式如下：

轴向应变与主应力差之比＝轴向应变/主应力差；

侧向应变与轴向应变之比＝侧向应变/轴向应变。