[发明专利]一种级配碎石重复荷载试验的弹塑性屈服点应力确定方法

权利要求书

1.一种级配碎石重复荷载试验的弹塑性屈服点应力确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：进行至少四种荷载强度下的级配碎石的重复荷载试验，获取重复荷载试验下级配碎石的塑性应变率和回弹应变；重复荷载试验条件中的荷载强度取值在级配碎石层的轴向应力范围内，荷载作用次数在20000次以上，围压为10～50kPa常围压；塑性应变率和回弹应变的计算方法如下所示：

式中：为塑性应变率，即第N次加载时产生的塑性应变；ε_p(N)为第N次加载时总塑性应变；ε_p(N-1)为第N-1次加载时总塑性应变；ε_r(N)为第N次加载时的回弹应变；ε_PK-PK(N)为第N次加载时最大应变与最小应变的幅度；

步骤二：采用安定性分析方法，以设定阶段的累积塑性应变评价级配碎石达到安定状态；在安定状态下，分析级配碎石的塑性应变率和回弹应变与荷载强度和荷载作用次数的关系，建立级配碎石不同荷载强度和荷载次数下塑性应变率和回弹应变的预估模型；级配碎石的安定状态判定依据为文献当第3000次至第5000次重复荷载作用之间的累积塑性应变满足条件时，判定结构处于安定状态；当级配碎石不满足安定状态评价时，重新选择级配碎石材料类别或者荷载强度，以改变荷载强度优先；在满足安定状态下，建立级配碎石重复荷载作用下的塑性应变率和回弹应变的预估模型如下：

ε_r(N)＝C+D*E^N (4)

式中：A、B、C、D、E为模型参数，均为轴向荷载的函数，即A＝f₁(σ_d)、B＝f₂(σ_d)、C＝f₃(σ_d)、D＝f₄(σ_d)、E＝f₅(σ_d)；σ_d为轴向荷载偏应力；

步骤三：以空间滑动面模型为级配碎石的塑性屈服准则，分析SMP屈服准则与塑性应变率和回弹应变的相关性，建立SMP屈服准则与塑性应变率和回弹应变的计算模型，计算不同荷载强度和荷载作用次数下的级配碎石的轴向屈服应力；其中，SMP屈服准则与塑性应变率和回弹应变的计算模型为：

式中：f为屈服函数；I₁、I₂、I₃分别为第一、第二和第三主应力不变量，其中，I₁＝σ₁+σ₂+σ₃、I₂＝-(σ₁σ₂+σ₂σ₃+σ₃σ₁)、I₃＝σ₁σ₂σ₃；a、b为模型参数；σ₁、σ₂、σ₃为第一、第二和第三主应力；σ_d为轴向荷载偏应力，p_a为大气压力；

在轴对称荷载条件下，围压σ_c已知时，由式(5)即可计算不同荷载强度和荷载次数下的轴向屈服应力σ_y：