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中文摘要：
基于热力学基本定律，研究粗粒土受力变形过程中的能量耗散，并据此建立本构关系是本课题的研究目标。为此，首先研究粗粒土摩擦、剪胀及颗粒破碎的能量耗散机制，确定耗散函数；然后利用最小耗能原理，研究耗散函数的驻值条件，确定塑性应变增量方向；对耗散函数进行Legendre变换，得到耗散应力空间中的屈服函数；结合试验，比较等内参量时真实与耗散屈服应力的差别，研究迁移应力，得到真实应力空间中的屈服函数及其硬化规律；最后拟合试验结果，确定模型参数。本课题的研究，掘弃了以德鲁克公设为基础的传统塑性力学理论，具有较为严密的理论基础，对推动岩土工程学科的发展，提高高土石坝应力变形分析的精度及可靠性，具有重要的学术价值和广阔的工程应用前景。
结论摘要：
基于热力学基本定律，研究了粗粒土受力变形过程中的弹性储能、摩擦耗能、剪胀以及颗粒破碎的度量及能量耗散，建立了能量方程式。利用Ziegler正交条件，确定塑性应变增量方向。对耗散函数进行Legendre变换，得到耗散应力空间中的屈服函数，建立了考虑颗粒破碎的粗粒土本构模型。通过变异粒子群优化算法拟合试验曲线确定了模型参数。推导了基于能量耗散的土体各向同性模型和各向异性模型，讨论了模型参数对屈服函数、塑性流动的影响、模型参数之间的关系及参数的取值范围等。引入描述砂土松密的状态参量，对能量耗散函数进行修正，建立了一种基于能量耗散的松密砂统一本构模型。该研究内容发表的论文获"2006年度《水利学报》优秀论文奖"。以内部变量为基础，研究了基于热力学方法的土体能量势函数和耗散函数的构造方法及其土的能量耗散特性。建立服从热力学第一定律通用的吉布斯自由能函数，解决循环荷载作用下的应变累积问题。本课题的研究，摒弃了以德鲁克公设为基础的传统塑性力学理论，具有较为严密的理论基础，对推动岩土工程学科的发展，提高高土石坝应力变形分析的精度及可靠性，具有重要的学术价值和广阔的工程应用前景。
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