[发明专利]可破碎钙质砂受载荷过程中变形的快速预报方法

说明书

本发明涉及可破碎钙质砂受载荷过程中变形的快速预报方法，将应力比和体应变计算解耦，可以先单独计算应力比随剪应变变化，然后计算体应变随剪应变变化，而无需在每个增量步中交互计算应力比和体应变增量，简化了计算过程，提高了计算效率。

技术领域

本发明属于岩土工程研究领域，尤其涉及一种可破碎钙质砂受载荷过程中变形的快速预报方法。

背景技术

对于海洋人工吹填造岛使用的钙质砂，其受载荷后具有明显的颗粒破碎特性。对这类可破碎钙质砂，人们进行了大量三轴试验研究，分析其应力应变特性，但目前缺乏一种方法，即可以快速预报可破碎钙质砂在受载荷破碎过程中的变形，例如对于竖向有持续压缩应变时，解耦预报应力和体积变形的变化。而已有方法需要在每一个时步交互计算应力和体积变形，没有对应力和体积变形的计算进行解耦，计算程序更为复杂。

发明内容

本发明为了解耦预报可破碎钙质砂在受载荷过程中的应力和体积变形，无需在每一个时步交互计算土样应力和体积变形，从而进行钙质砂受载荷过程中变形的快速预报，本发明提供了一种可破碎钙质砂受载荷过程中变形的快速预报方法。

本发明涉及一些简写和符号，以下为注解：

σ₁和σ′₁：颗粒集合体受到的竖向应力，σ′₁为有效应力，这里σ₁和σ′₁取相同值；

σ₂和σ₃，σ′₂和σ′₃：颗粒集合体受到的水平应力，σ₂和σ₃的方向垂直，σ′₂和σ′₃为有效应力，这里σ₂和σ′₂取相同值，σ₃和σ′₃取相同值；

ε₁、ε₂和ε₃：应变，且分别与应力σ₁、σ₂和σ₃方向相同；

p′：平均有效应力，

q：剪应力q，

η：应力比η，

ε_v：体应变，ε_v＝ε₁+ε₂+ε₃；

ε_s：剪应变，

t₀,t₁,t₂,…,t_i,…,t_n：加载过程中记录的起始时刻为t₀,之后记录的时刻从小到大依次为t₁,t₂,…,t_i,…,t_n,这里1≤i≤n，n+1为记录的时刻点数；

(ε_v)ⁱ：第t_i时刻对应的体应变ε_v；

(ε_s)ⁱ：第t_i时刻对应的剪应变ε_s；

(△ε_v)ⁱ：体应变增量，(△ε_v)ⁱ＝(ε_v)ⁱ-(ε_v)^i-1；