双对数压缩曲线在海积软土本构中的应用

发布时间：2020-04-06 02:43

【摘要】：利用天然沉积土在双对数坐标系中良好的双直线特性,对颗粒之间的胶结进行模拟,推导其对应的屈服面、流动准则和硬化准则,在弹塑性力学的理论框架中,建立一种可以与已广泛认可的重塑土本构模型配合使用的胶结模型用于计算模拟天然沉积土.并将计算结果与某地海积软土的三轴试验试验结果进行对比,体现了本模型在结构性软黏土计算上相对于传统本构模型的优越性.
【图文】：

曲线,压缩曲线,原状土样,半对数

ｎσ－或ｅ－ｌｇσ－压缩曲线转换为ｌｎ（１＋ｅ）－ｌｎσ－或ｌｇ（１＋ｅ）－ｌｇσ－双对数线性关系曲线．Ｏｎｉｔｓｕｋａ等［１１－１２］通过大量的试验验证了双对数法的有效性，并发现双对数坐标系能够改善天然沉积软黏土压缩曲线在ｅ－ｌｎσ－中的非线性关系．其中：σ－为平均主应力，，σ－＝（σ１＋σ２＋σ３）／３；ｅ为土的孔隙比．对图１中的压缩数据进行转化，得到如图２所示的双对数压缩曲线．图１ＳａｕｌｔＳｔｅＭａｒｉｅ原状土样的半对数压缩曲线［１］Ｆｉｇ．１ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆＳａｕｌｔＳｔｅＭａｒｉｅｕｎｄｅｒｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ图２ＳａｕｌｔＳｔｅＭａｒｉｅ原状土样的双对数压缩曲线［１３］Ｆｉｇ．２ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆＳａｕｌｔＳｔｅＭａｒｉｅｕｎｄｅｒｂｉｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ根据天然沉积软黏土的这一重要特点，可以把其压缩曲线概括为如图３所示．图中：σ－ｙ为天然沉积软黏土初始屈服时的平均主应力，表示天然沉积软黏土结构性屈服的屈服点，其值由结构土形成的地质历史所决定；σ－ｙｉ为天然沉积软黏土结构性完全丧失时的平均主应力；γ为天然沉积软黏土屈服前的曲线斜率；γｙｂ为天然沉积软黏土屈服后压缩曲线的斜率；ｖ为土体比体积，且ｖ＝１＋ｅ；ｖ０为土体初始比体积．因此，对于天然沉积软黏土发生屈服前，即σ－＜σ－ｙ时，土的比体积与σ－关系为ｌｎｖ＝ｌｎｖ０－γ

压缩曲线,原状土样,双对数,软黏土

了双对数法的有效性，并发现双对数坐标系能够改善天然沉积软黏土压缩曲线在ｅ－ｌｎσ－中的非线性关系．其中：σ－为平均主应力，σ－＝（σ１＋σ２＋σ３）／３；ｅ为土的孔隙比．对图１中的压缩数据进行转化，得到如图２所示的双对数压缩曲线．图１ＳａｕｌｔＳｔｅＭａｒｉｅ原状土样的半对数压缩曲线［１］Ｆｉｇ．１ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆＳａｕｌｔＳｔｅＭａｒｉｅｕｎｄｅｒｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ图２ＳａｕｌｔＳｔｅＭａｒｉｅ原状土样的双对数压缩曲线［１３］Ｆｉｇ．２ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆＳａｕｌｔＳｔｅＭａｒｉｅｕｎｄｅｒｂｉｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ根据天然沉积软黏土的这一重要特点，可以把其压缩曲线概括为如图３所示．图中：σ－ｙ为天然沉积软黏土初始屈服时的平均主应力，表示天然沉积软黏土结构性屈服的屈服点，其值由结构土形成的地质历史所决定；σ－ｙｉ为天然沉积软黏土结构性完全丧失时的平均主应力；γ为天然沉积软黏土屈服前的曲线斜率；γｙｂ为天然沉积软黏土屈服后压缩曲线的斜率；ｖ为土体比体积，且ｖ＝１＋ｅ；ｖ０为土体初始比体积．因此，对于天然沉积软黏土发生屈服前，即σ－＜σ－ｙ时，土的比体积与σ－关系为ｌｎｖ＝ｌｎｖ０－γｌｎ（σ－／σ－０）（１）式中，σ－０为土体初始比体积ｖ０对应的应力．对于天第１１期１７０７刘鹏，等：双对数压缩曲线在海积软土本构中的应用

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