强动荷载下土体地基破坏过程分析的多尺度方法

以超大尺度重大工程结构的土体地基为工程背景，基于平均场理论的均匀化方法，发展在细、宏观尺度上分别采用含液离散颗粒模型（和离散元法）与含液Cosserat连续体模型（和有限元法）的颗粒材料在动载下力学行为数值模拟的多尺度分析模型与相应的高效和精确的计算方法。在细观尺度上发展导致高阶宏观Cosserat连续体的二阶计算均匀化途径。推导高阶均匀化下细、宏尺度运动学与动力学变量之间的关系，及表征元的边界条件。建立颗粒材料细、宏观本构模型及参数之间关系的均匀化过程和公式。研究颗粒集合体的塑性、损伤、破碎及其耦合和动力材料失稳等宏观破坏过程的细观机理。基于热动力学理论框架和细、宏观材料失稳条件之间的一致性建立基于细观力学过程的宏观破坏本构模型及其参数识别。揭示大尺度土体地基在复杂动力荷载条件下在宏观上以由材料软化、刚度退化等因素引起的应变局部化为特征的动力灾害现象的细观损伤机理和破坏机制。