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龙图腾网获悉中国长江三峡集团有限公司申请的专利一种砂土循环动力响应预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115479853B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211078086.0，技术领域涉及：G01N3/32；该发明授权一种砂土循环动力响应预测方法是由李洲;张炜;代加林;翟汉波;罗仑博;于光明;杜梦蛟;李鹏设计研发完成，并于2022-09-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种砂土循环动力响应预测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种砂土循环动力响应预测方法，首先通过固结试验得到土体临界状态孔隙比与围压关系曲线；采用静三轴仪测定砂土在静力荷载作用下的应力应变关系，得到静力加载应力应变曲线；采用动三轴仪测定砂土在动力荷载作用下的应力应变关系，得到动力应力应变曲线；然后在应力空间中构建塑性硬化模量场作为评估模型；分别依次对三个曲线进行拟合，得到模型中的土体参数；基于评估模型，利用土体参数来预测砂土循环动力响应。本发明提供的方法同时评估砂土在排水条件与不排水条件下应力应变特性，不仅能够准确描述排水条件下砂土的强度演变规律，并且通过精确捕捉孔压的变化，可以准确计算不排水条件下砂土的有效应力变化规律。

本发明授权一种砂土循环动力响应预测方法在权利要求书中公布了：1.一种砂土循环动力响应预测方法，其特征在于，包括： 通过固结试验得到土体临界状态孔隙比与围压关系曲线； 采用静三轴仪测定砂土在静力荷载作用下的应力应变关系，得到静力加载应力应变曲线； 采用动三轴仪测定砂土在动力荷载作用下的应力应变关系，得到动力应力应变曲线； 在应力空间中构建塑性硬化模量场作为评估模型，包括：构建反映土体所经历最大应力水平的解析面方程、计算加载指数、建立状态相关剪胀方程计算土体剪胀比、构建应力应变增量关系、计算塑性模量及计算孔压增量，其中构建应力应变增量关系，包括： 通过以下公式构建解析面方程Y： 式中：分别为应力点p,s在塑性模量场中共轭点的坐标，符号“：”表示张量间的双点积，z为决定土体应变方向的参数、w为土体硬化速率的控制参数，M是临界状态应力比，其在压缩与拉伸时的取值分别为Mc、Me，计算公式为： 式中：φ为临界状态摩擦角； 采用次弹性方程描述弹性本构关系，其中，剪切模量G通过以下经验公式进行计算： 式中：G0为材料常数，p表示平均正应力，pat表示代表标准大气压，体积模量K通过泊松比ν与剪切模量G换算得到，关系如下： 弹性应变增量与应力增量的关系表示为： 将剪胀比作为塑性变形方向m的矢量元素，即m＝[d,t]T，其中t为反映土体压缩或拉伸状态的标量值，土体处于压缩状态时t＝+1，土体处于拉伸状态时t＝-1，土体的塑性应变增量由下式计算： 式中：为Macauley符号，L0时L＝L，L≤0时L＝0，d表示剪胀比，分别为塑性体应变增量与塑性偏应变增量； 土体的应力应变增量关系表示为: 其中，塑性模量Kp表示为： 式中：sin为每一个加载事件开始时的偏应力；Cζ为硬化度量函数，反映应力历史中土体颗粒排布演变对刚度变化的影响；np为控制塑性模量对状态参数依赖程度的模型参数,ρ为加载起始点到应力点的距离，为应力共轭点到加载起始点的距离,ψ＝e-ec表示当前孔隙比e和临界状态孔隙比ec之差状态参数；硬化度量函数用以评估排水与不排水条件下砂土体积变化与剪切带累积发展对土体强度的影响，其表达式如下： 其中 式中：ζv为度量颗粒排布破坏的累积塑性体应变长度，仅累计负的塑性体应变，ζv始终为负，且ζv的累积会降低Cζ的取值；ζq为度量颗粒排布强化的累积塑性剪应变长度，ζq始终为正，且无论加载、卸载，ζq一直增大，ζq的累积会使得Cζ增大；ω为材料常数；1-e为密度控制项，反映孔隙比对土体刚度的影响；γ1为控制塑性模量大小的参数、γ2为反映累积剪应变影响的参数、χ为反映累积体应变影响的参数，代表当前应力状态与历史最大应力状态的差值，反映最大应力历史对土体强度演变的影响； 孔压的增量duw采用以下公式进行计算： 分别依次对所述土体临界状态孔隙比与围压关系曲线、所述静力加载应力应变曲线及所述动力应力应变曲线进行拟合，得到模型中的土体参数； 基于所述评估模型，利用所述土体参数来预测砂土循环动力响应。

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