沖擊荷載下土的力學(xué)性能研究.pdf

1、沖擊是一種復(fù)雜的動態(tài)響應(yīng)過程，具有特殊的動力學(xué)特性，對沖擊現(xiàn)象進(jìn)行分析和研究具有重要的理論和工程意義。將沖擊動力學(xué)和有限元分析方法相結(jié)合進(jìn)行數(shù)值模擬是解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)沖擊動力學(xué)問題的有效方法。數(shù)值模擬過程中，有限元模擬的精度和可信度至關(guān)重要，而有限元模型的準(zhǔn)確性又是影響模擬精度的關(guān)鍵。在沖擊動力學(xué)模擬過程中，很難通過理論分析直接建立高精度的模擬模型，需要對比實驗結(jié)果，不斷修正相關(guān)參數(shù)，逐步形成合理的分析模型。本文針對沖擊荷載下土的力學(xué)性能問

2、題，從試驗、理論及模擬三方面進(jìn)行了研究。 本文主要研究內(nèi)容包括：土體沖擊特性的試驗研究、理論研究和數(shù)值模擬。試驗研究主要通過分離式Hopkinson壓桿用黃土做了沖擊載荷下的動態(tài)壓縮試驗，獲得了三種應(yīng)變率下的3組動態(tài)試驗結(jié)果，并結(jié)合靜態(tài)試驗結(jié)果，初步探討了土體的動態(tài)力學(xué)性能。根據(jù)大量的試驗，確定地基土的物理力學(xué)特性，并為后面的數(shù)值模擬提供合理的力學(xué)參數(shù)：通過理論研究，采用Drucker-Prage帽蓋模型應(yīng)用于沖擊的土體本構(gòu)模型

3、，該模型能較全面的反應(yīng)土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，可用于處理和預(yù)測土體復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，且為數(shù)值模擬提供理論依據(jù)：數(shù)值模擬是對理論研究和試驗研究的驗證，主要應(yīng)用有限元ANSYS軟件采用瞬態(tài)動力學(xué)分析對土體的沖擊過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到?jīng)_擊過程中地基土體位移、應(yīng)力以及彈塑性區(qū)相應(yīng)的變化情況，進(jìn)一步研究了沖擊荷載下土體的力學(xué)性能。本文所采用的試驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，為沖擊法的研究提供了一條新的途徑，研究結(jié)果對其它地區(qū)黃土修筑工程及陸基武器座鈑的