机场填筑料的颗粒破碎特性模拟及其本构描述

At present, the rockfill and the dynamic compaction are widly used in the foundation treatment of the airport projects in China.The particle crushing of rockfills will appear under the high-fills conditions or the cycling aeroplane loading conditions. The particle crushing will result in the increasing of the compression and the reducing of the friction angle for the rockfill materials, it may couse the nonaffine deformation and settlement of the airport runway. Because the deformation and the settlement of the runway must be strictly controlled, the influence of the particle crushing should be considered in the analysis of the deformation and the settlement of the runway. Thus, based on the rockfill materials used in the airport and the large-scale runmay experimental apparatus, this project is to reearch the particle crushing characteristics of the rockfills and establish the corresponding constitutive models. In addtion, the settlement and the deformation of the airport runway will be simulated through the finite element modeling analysis.

目前在我国的机场建设工程中，广泛应用了碎石料填方并强夯的方法进行地.基处理。填筑料在高填方的荷载作用下，以及在飞机通行荷载的往复作用下会产生的颗粒破.碎现象，引起材料压缩性增大和摩擦角降低，可能导致机场道面的不均匀变形或沉降。机场跑道对于沉降变形的控制要求非常高，因此在机场道面的沉降变形分析中，应予考虑填筑料的颗粒破碎特性对机场道面沉降变形的影响。由此，本项目拟以机场建设工程中大量应用的碎石料为研究对象，基于大型的机场道面试验仪器，研究填筑料在飞机通行荷载往复作用下碎石料的颗粒破碎特性和变形规律，建立相应的填筑料颗粒破碎本构模型，通过有限元计算分析，模拟道面的沉降变形特性。

目前在我国的机场建设工程中，广泛应用了碎石料填方并强夯的方法进行地基处理。填筑料在高填方的荷载作用下，以及在飞机通行荷载的往复作用下会产生的颗粒破碎现象，引起材料压缩性增大和摩擦角降低，可能导致机场道面的不均匀变形或沉降。本项目以碎石料等为研究对象，开展了碎石料在不同荷载、不同循环次数条件下的加载试验，研究了碎石料的颗粒破碎情况；完善并发展了变换应力的本构模型三维化方法，给出了其可广泛应用的理论公式；提出了考虑颗粒破碎的三维弹塑性本构模型，为实际岩土工程的数值模拟计算提供了简单实用的本构模型，具有较大的理论意义和应用价值；同时试验获得了渥太华砂的基本力学参数，为进一步研究其颗粒破碎特性奠定了基础。