基于混合物理论的饱和介质体应变本构模型

发布时间：2021-11-09 03:44

　　为解决饱和多孔介质的建模问题,采用工程混合物理论建立了饱和多孔介质体积本构理论框架。首先,假定多孔固相与流相基质体积变形功相互独立,采用Terzaghi有效球应力、孔压和流体基质压力作为本构模型的应力状态变量,获得了固相、固相基质和流相基质体应变的余能表达式。其次,根据Lade和de Boer模型试验测试数据,建立了加卸载阶段饱和多孔白塞木立方体流固两相体积本构方程,推导了固相体积切线模量、Biot切线系数和流相Biot切线模量等力学参数计算公式;分析了加载阶段固相体积切线模量、Biot切线系数、流相Biot切线模量等力学参数随Terzaghi有效球应力和孔压的变化规律。最后,根据本文体积本构模型和静力平衡方程建立了饱和多孔介质的1维固结方程,数值分析了饱和多孔白塞木立方体的固结特性,获得了固结度和沉降随时间的变化曲线。研究表明:固相体积切线模量随Terzaghi有效球应力的增大而增大,随孔压u的增大而减小。Biot切线系数介于0.42～0.95之间,随Terzaghi有效球应力和孔压的增大而减小。流体Biot切线模量随Terzaghi有效球应力的增大先减小后增大,随孔压增大而减小。孔... 

【文章来源】：工程科学与技术. 2020,52(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

试验模型

利用MATLAB软件进行拟合，式（20）中各参数值为a1=2.855×10-5kPa-1,a2=1.654×10-5kPa-1,a3=-1.984×10-3kPa-1，相关系数为R 2=0.984 4。由于a 1和a2不满足a1=a2nS0，故εR SV不唯一取决于P S，说明均匀化响应原理[15]不适合于饱和多孔白塞木立方体的力学特性。对式（20）按式（18）积分得：式（21）按式（17）求偏导可得固相体应变为：

固相体应变拟合曲面与实测数据对比

【参考文献】：
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本文编号：3484557