Modification of strength criteria and plasticity’s conditions in calculation of pavements
Abstract
The article dwells upon the impact of accumulative damages on strength and placticity of materials. The authors have attempted to modify the original criteria of strength and plasticity’s conditions, based on a conventional method of accounting this phenomenon. This method consists in indroduction of measures of damage’s theory, to which the y continuity of L.M. Kachanov and w damage of Y.N. Rabotnov are traditionally refered in the limiting state equation. One of these measures is contained in a function, which is a multiplier to a stress tensor, that allows to convert the tensor of the undamaged solid into the stress tensor of the damaged solid. There are considered opportunities of such modification, both for simple criteria of Drucker - Prager, Lade-Dunkan, Mattsuoka-Nakai, Mohr-Coulomb and modern multi-surface criteria for the calculation of strength and shear strength, respectively.
About the Authors
N. P. Alexandrova
Siberian State Automobile and Highway Academy
Russian Federation
Russian Federation
A. S. Aleksandrov
Siberian State Automobile and Highway Academy
Russian Federation
Russian Federation
V. V. Chusov
Siberian State Automobile and Highway Academy
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ВСН 46-72. М.: Транспорт, 1973. - 110 с.
2. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ВСН 46-83. М.: Транспорт, 1985. - 157 с.
3. Проектирование нежестких дорожных одежд. ОДН 218.046-01. М.: Информавтодор, 2001. - 145 с.
4. Батраков О.Т. Усиление нежестких дорожных одежд / О.Т. Батраков. - М.: Транспорт, 1985. - 144 с.
5. Сосновский, Л. Концепции поврежденности материалов / Л. Сосновский, С. Щербаков. // Вестник ТНТУ. - 2011. - Спецвыпуск - часть 1. - С.14-23.
6. Углова, Е. В. Теоретические и методологические основы оценки остаточного усталостного ресурса асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог // Автореф. … д-ра техн. наук. - Волгоград: ВолГАСУ, 2009. - 38 с.
7. Смирнов, А. В. Механика устойчивости и разрушения дорожных конструкций / А. В. Смирнов, А. А. Малышев, Ю. А. Агалаков - Омск: СибАДИ, 1997. - 91с.
8. Kachanov L. M. Introduction to continuum damage mechanics. Dordrecht: Martinus Nijhoff Publishers: Netherlands, 1986. - 136 p.
9. Качанов, Л. М. Основы механики разрушения / Л. М. Качанов. - М.: Наука, 1974. - 312 с.
10. Работнов, Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела / Ю. Н. Работнов. - М.: Наука, 1979. - 744 с.
11. Карпенко, Н. И. Общие модели механики железобетона / Н. И. Карпенко - М.: Стройиздат, 1996. - 416 с.
12. Lemaitre J. A Course on Damage Mechanics // Jane Lamaitre, Rodrigue Desmorat. - Verlag Berlin Heidelberg: Springer, 2005. - 380 p.
13. Shima S., Oyane M. Plasticity theory for porous metals. // International Journal of Mechanical Sciences. - 1976. Vol. 18. pp. 285 - 291.
14. Gurson A. L. Continuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth; I. Yield criteria and flow rules for porous ductile media. // J. Eng. Materials Technol., 1977. no 99. no 1. - pp. 2-15.
15. Tvergaard, V. Influence of voids on shear band instabilities under plane strain conditions. // Int. J. Fracture. - 1981. Vol. 17. - pp. 389-407.
16. Tvergaard V., Needleman A. Analysis of the cup-cone fracture in a round tensile bar. 1984. // Acta Metall. Vol. 32. - pp. 157-169.
17. Lee J. H., Oung J. Yield functions and flow rules for porous pressure-dependent strain-hardening polymeric materials. // J. Appl. Mech. 2000. Vol. 67. № 2. - pp. 288-297.
18. Sofronis P., McMeeking R.M. Creep of power-law material containing spherical voids. // J. Appl. Mech. 1992. Vol. 59. № 2 - pp. 88-95.
19. Литвинский, Г. Г. Аналитическая теория прочности горных пород и массивов: монография / Г. Г. Литвинский. - Донецк: Норд-Пресс, 2008. - 207 с.
20. Александрова, Н. П. Проверка толщины монолитных слоев покрытий по модифицированному критерию Кулона - Мора, учитывающему микроповреждения структуры / Н. П. Александрова и др. // В кн. Стандарт организации. Расчет дорожных одежд нежесткого типа дорог газовых промыслов Ямало-Ненецкого автономного округа по критериям прочности. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2014. - С. 49 - 51.
21. Drucker D. C., Prager W. Soil mechanics and plastic analysis of limit design. Quarterly of applied mechanics. 1952. Vol. 10. no 2. pp. 157 - 165.
22. Lade P. V. Elastic-plastic stress-strain theory for cohesionless soil with curved yield surfaces. // Int. J. Solids Struct. 1977. Vol. 13. pp. 1019-1035.
23. Lade P. V., Duncan J. M. Elastoplastic stress-strain theory for cohesionless soil / Journal. Geotechnical Engineering Division, ASCE. - Vol. 101. - No. 10. - 1975. - P. 1037-1053.
24. Matsuoka H., Nakai T. Stress-deformation and strength characteristics soil under three different principal stresses // Proceedings Japanese Society Civil Engineering. - 1974. - Vol. 232. - pp. 59 - 70.
25. Lode W. Versuche über des Einfluss der mitt leren Hauptspannung auf das Fliessen der Metalle, Eisen, Kuper und Nickel. Z. Phys., 1926. Vol. 36 - pp. 913-939.
26. Bardet J. P. Lode dependences for isotropic pressure-sensitive elastoplastic materials //Journal of applied mechanics. 1990. - Vol. 57. - pp. 498 - 506.
27. Yu Mao-hong. Twin shear stress yield criterion // J. Int J Mechanical Science. - 1983. Vol. 25(1). - Pp. 71-74.
28. Yu Mao-Hong. Advances in strength theories for materials under complex stress state in the 20th century // J. Appl Mech Rev. - 2002. Vol. 55. - pp. 169-218.
29. Shen J. at all. Material damage evaluation with measured microdefects and multiresolution numerical analysis. //International Journal of Damage Mechanics. 2014, Vol. 23(4) pp. 537-566.
Review
For citations:
Alexandrova N.P., Aleksandrov A.S., Chusov V.V. Modification of strength criteria and plasticity’s conditions in calculation of pavements. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2015;(1(41)):47-54. (In Russ.)
Views:
598
Email this article 