非线性莫尔-库仑破坏包络线---GSK模型
摘要
本文介绍了非线性莫尔破坏包络线GSK模型,该模型通过弯曲的屈服面解释颗粒材料峰值强度的压力依赖性,特别是低应力水平下的表现。GSK模型基于Krabbenhoft等人的研究,具有与Hoek-Brown模型相似的特点,允许包含有限拉伸强度,其参数可以用标准莫尔-库仑准则解释。模型提供了两种强度参数选择:通用砂和NGI砂,分别需要不同的输入参数,如内摩擦角、表观内聚力、抗拉强度、相对密度等。此外,模型还定义了流动规则。
正文
1. 引言
非线性莫尔破坏包络线GSK 模型与 Hoek-Brown 模型非常相似,用一个弯曲的屈服面代替了平面的莫尔-库仑屈服面。GSK模型是 Krabbenhoft 等人[1][3][4]提出的屈服函数的广义化,用于解释砂等颗粒材料峰值强度的压力依赖性,尤其是在低应力水平下,因为在低应力水平下,表观摩擦角可能明显高于高应力水平下的表观摩擦角,GSK 破坏包络的非线性意味着有效摩擦角取决于应力。与Hoek-Brown模型一样,GSK广义模型允许包含有限拉伸强度。GSK 模型的参数都可以用标准莫尔-库仑准则来解释。本文讨论了GSK模型的建立原理、参数选择以及应用。2. 强度参数(Strength)
GSK模型的强度(Strength)参数有两种选择:通用砂 (General)和 NGI 砂 (NGI Sand),如下图所示。(1) 低应力水平下的内摩擦角,ϕ1 [◦]。
(2) 高应力水平下的内摩擦角,ϕ2 [◦]。
(3) 高应力水平下的表观内聚力,c [kPa]。
(4) 抗拉强度,t [kPa]。
NGI Sand 是通用模型在砂方面的特殊化,其算法来自于文献[2]。输入参数如下:(1) 相对密度,ID。
(2) 偏差拟合 (三轴压缩/平面应变),可以选择其中一种方式。
(3) Davis校正 (是/否)。
3. 流动规则(Flow Rule)