考虑颗粒黏结效应的非饱和土水–力耦合边界面模型

发布时间：2020-12-27 00:16

　　颗粒间黏结效应对非饱和土水–力耦合特性影响显著,建立考虑黏结效应的非饱和土本构模型,对于准确分析非饱和土的水–力耦合特性具有重要意义。在边界面塑性理论框架下,建立了一个同时考虑基质吸力、饱和度和孔隙结构对黏结效应影响的非饱和土水–力耦合模型。对于力学部分,选取有效应力与黏结变量作为本构变量,建立了黏结变量与e/es之间的关系,并基于边界面塑性理论对非饱和土变形特性进行描述;对于水力部分,建立了考虑变形影响的水力滞后土–水特征曲线方程。利用膨润土–高岭土混合土、重塑高岭土的试验结果对所建立的模型进行了参数标定和模型验证,结果表明,所建立模型能够合理预测非饱和土的水–力耦合特性。 

【文章来源】：岩土工程学报. 2020年11期 北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

f(s)与s关系曲线

式（9）定义了在e–ln p″–ζ空间的压缩状态面，如图2(a）所示，任意非饱和土的压缩曲线均在这一状态面上，其在e–ln p″空间的投影如图2(b）所示。考虑下列特定情况：在饱和状态下，由A点经历一个常孔隙比的增湿过程到达B′点，再由B′点经历一个弹性压缩过程到达B点，由图2(a）可知，从A点到B点的整个过程，只在A点到B′点产生弹性变形，由B′点到B点孔隙比不发生变化。从空间路径来看，从A点出发沿着曲线AB到达B点也产生同样的弹性变形。这样便形成了一个空间弹性面AB′B，其与压缩状态面的交线即为弹性区域的边界线，也就是屈服曲线。接下来推导考虑黏结效应屈服曲线的方程。首先，弹性变形增量可定义为

边界面模型允许在边界面内产生塑性变形，可根据设定适当的映射准则对土体的变形进行非线性描述，对于多种土样均表现出良好的适应性和预测能力。选取修正剑桥模型的椭圆屈服面作为边界面，将式（15）建立的屈服曲线作为p″–ζ平面边界线。黄茂松等[19]也采用了类似的方式建立非饱和黄土的边界面模型，将巴塞罗那模型的LC屈服线作为pnet–s平面的边界线。图3为边界面在p″–q平面和p″–q–ζ空间的示意图。为简化计算，本模型将边界面中的纯弹区域省略为一点，与坐标原点重合，认为所有变形均为弹塑性，这样的简化对土体实际变形的影响是可以忽略的[24]。边界面方程为

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2940719