Hypoplastic models for fine-grained soils

Abstract

Shrnutí ďizertačnípráce Hypoplastické modely pro jemnozrnné zeminy David Mašín Teorie hypoplasticity je relatirmě recentrí přístup ke konstitučnímu modelování geomateriálů. Rozsa}rlý ýz|arn na Univerzitrích v Karlsruhe a Grenoblu během posledních dvaceti let vedl k vývoji pokročilých konstitučníchvztahůpro hrubozrnné materiály. Mnohem méně intenzivně byla sfudována moŽnost aplikace principů hypoplasticity pro modelování jemnozrnných zemin. No,.y hypoplastický model vhodný pro simulaci chování jemnozrnných zemin je vyvinut v přeďožené dtzefiačnipráci. Primámím úkolem byl vývoj hypoplastického modelu pro jemnozrnné zeminy vhodného pro aplikace v inženyrsképraxi - model by měl vyžadovat po.uze minimální množství materiálových parametrri ježje moŽno kalibrovat na záHadě standartních laboratorních experimentů. Předložený konstitučnímodel vyžaduje pouze pět parametru, ekvivalentrrích parametrům Modifikovaného Cam clay modelu. Pouze dvě laboratorní zkoušky jsou v principu dostatečnépro jejich kalibraci _ zkouška izotropního pÍitíženía oďehčenía triaxiální smyková zkouška. Číslopórovitosti je uvažováno jako stavová proměnná a proto, přinejmenším teoreticky, jedna sada materiálových parametrri je dostatečná pro modelovríní chování zemin s rozdílným stupněm překonsolidace. Tenzorová ana|ýza přeďoženého modelu...

and conclusions The thesis traces the research into the constitutive modelling of fine-grained soils using theory of hypoplasticity. The developed constitutive model is from the practical point of view equivalent to the Modified Cam clay model, since it requires the same number of material parameters with an equivalent physical meaning. However, due to the non-linear character of the hypoplastic formulation, the quality of predictions by the proposed model is at least comparable to more complex advanced elasto-plastic models. From the mathematical standpoint, the model is positively homogeneous of degree 1 in D and for a given value of fd in T. Therefore, the behaviour of the fine-grained soil is assumed to be rate-independent. This is clearly a strong assumption that limits the validity of the material parameters only to certain range of loading rates. Positive homogeneity of degree 1 in T for given fd implies parallel normal compression lines of the slope λ∗ in the ln(1 + e) vs. ln p space. Also, the behaviour is for a given degree of overconsolidation assumed to be scalable by the mean stress, which is according to experimental evidence a reasonable approximation of the behaviour of clays. The model requires four other material parameters in addition to λ∗. N determines the position of the...