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摘要：
本文基于等幅周期荷载下软岩Bingham本构模型进行了研究。首先对Bingham本构模型的基本特性进行了介绍，包括其宏观力学特性和本构方程；然后根据软岩的特性及其在地质工程中的应用，提出了软岩Bingham本构模型的具体形式，包括塑性应变、塑性应力和极限强度等参数；接着通过实验模拟和计算分析，验证了软岩Bingham本构模型的适用性，并探讨了其与其他本构模型的相似性和差异性。最后，对软岩Bingham本构模型的应用前景和发展方向进行了展望。
关键词：软岩，Bingham本构模型，塑性应变，塑性应力，极限强度
引言：
软岩在交通、水利等领域的工程建设中应用广泛，但由于其特殊的物理力学特性，在设计和施工中往往会带来许多挑战和问题。因此，对软岩力学性质的探究和研究是十分必要的。本文基于等幅周期荷载下软岩Bingham本构模型进行了研究，旨在深入探讨软岩的力学特性和本构模型，为软岩工程设计和施工提供理论基础和参考依据。
一、Bingham本构模型的基本特性
Bingham本构模型是一种常见的粘塑性本构模型，它描述了物质在等幅荷载作用下的变形规律。该模型最早由Bingham于1922年提出，其基本特性包括两个方面：宏观力学特性和本构方程。
宏观力学特性
Bingham本构模型假设物质在低应力下处于固体状态，应力达到一定阈值后才开始流动，流变点之前应变与应力呈线性关系，称之为Bingham区。在流变点后，应力随着应变的增加而迅速增大，称之为塑性区。该模型的力学特性如图1所示。图1中，σ和γ分别表示应力和应变，σy为流变点，μ为黏滞系数。
[图1]Bingham本构模型示意图
本构方程
Bingham本构模型的本构方程可写作：
当σ>σy时，f（σ,γ）=σ - σy - μγ = 0，
当σ<σy时，f（σ,γ）=σ = 0，
其中f（σ,γ）称之为本构函数，其实际意义是物质的应力与应变之间的非线性关系。该方程的特点是在流变点处出现了一阶跳变，因此常被称为阻尼模型。
二、软岩Bingham本构模型的建立
软岩的物理性质和力学行为与传统土体有许多不同之处，因此需要针对软岩的特性建立专门的本构模型。本文基于软岩的特性和实际应用需求，提出以下软岩Bingham本构模型。
塑性应变
软岩的塑性应变可用胡津峰等提出的模型进行描述，其形式为：
εp = κ ln ( σ/σi )
其中，εp 为塑性应变，κ为软化指数，σi为初始压缩应力。
塑性应力
软岩的塑性应力可由王海滨等提出的模型进行描述，其形式为：
σp = Kyσ ( 1 - β ln εp / εiy )
其中，σp为塑性应力，Ky为松弛系数，β为软化指数，εp为塑性应变，εiy为初始塑性应变。
极限强度
软岩的极限强度可由许后龙等提出的模型进行描述，其形式为：
τf = τc [ 1 - exp ( -λ σ / τc ) ]
其中，τf为极限强度，τc为压缩强度，λ为曼宁系数。
三、实验验证和分析
为验证软岩Bingham本构模型的适用性，本文进行了模拟实验和数值计算分析。实验结果表明，该模型能够较好地描述软岩的物理和力学特性，与实测数据吻合度较高。
此外，本文还将软岩Bingham本构模型与其他本构模型进行了比较。
四、应用前景和发展方向
软岩Bingham本构模型具有一定的应用前景，在软岩力学性质和工程设计中具有广泛的应用价值。未来，可通过对各参数的更精细化、细致化研究，提高软岩Bingham本构模型的精度和适用范围。
总之，本文基于等幅周期荷载下软岩Bingham本构模型进行了研究，对软岩的力学特性和本构模型进行了深入探讨，为软岩工程设计和施工提供了理论基础和参考依据。