大量研究表明,粗粒材料的强度和变形特性受初始颗粒级配(grain size distribution,简称GSD)影响显著。然而,当前关于考虑颗粒初始GSD影响的粗粒材料本构模型的研究尚不多见。通过引入能够反映颗粒破碎难易程度的初始级配指标?,将材料初始GSD和终极GSD相联系,系统地探究并阐明了?对粗粒材料峰值抗剪强度qp和峰值应变εap以及e-p平面临界状态线(critical state line,简称CSL)位置的影响机制。针对?对qp和εap影响的研究表明,随着?增加,qp降低;而εap则随着?的增加而增加。结合上述结论,以沈珠江提出的驼峰型二次曲线模型为基础,建立了考虑初始级配和围压影响的切线杨氏模量;针对?对CSL位置影响的研究显示,随着?减小,CSL向下移动的同时还会沿逆时针方向旋转。基于此结论,以临界状态土力学为框架,通过引入状态参数,建立了考虑初始级配和围压影响与状态相关的切线泊松比。对一种粗粒材料而言,该模型只用一套模型参数,且模型预测结果与试验结果较为吻合。
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