基于細觀破損原理的結(jié)構(gòu)性非飽和土本構(gòu)模型研究.pdf

1、天然土體多具有一定的結(jié)構(gòu)性，其力學特性與室內(nèi)重塑土相比相差較大。對結(jié)構(gòu)性土的變形特性的研究目前已成為巖土力學研究的一個熱門課題。沈珠江院士認為：“21世紀土力學的核心問題是土體結(jié)構(gòu)性的數(shù)學模型”。另一方面，工程中遇到的土大多數(shù)處于非飽和狀態(tài)，因此建立一個綜合考慮土的結(jié)構(gòu)性和非飽和性的本構(gòu)模型非常必要。本文總結(jié)了結(jié)構(gòu)性土本構(gòu)模型與非飽和土本構(gòu)模型當前研究狀況，將二元介質(zhì)思想引入非飽和土中，提出了一個新的考慮土的結(jié)構(gòu)性的非飽和土本構(gòu)模型。

2、 基于膠結(jié)結(jié)構(gòu)性土的細觀特征與細觀抽象，提出了以顆粒接觸膠結(jié)特性來區(qū)分結(jié)構(gòu)性土的膠結(jié)元和摩擦元，定義了可反映結(jié)構(gòu)性土顆粒細觀接觸特性變化的破損變量。以離散介質(zhì)力學宏細觀積分方程為基礎，推導了適用于膠結(jié)結(jié)構(gòu)性土二元介質(zhì)模型的基本方程。 分析研究了非飽和土在等向壓縮條件下的試驗，在Gallipoli D模型基礎上使用了兩個直接與吸力力學行為有關的變量：平均土骨架應力p和一個標量ξ（該標量與單位固相體積中彎液面的數(shù)量及彎液面在顆

3、粒接觸的法向應力相關）。并依據(jù)彈塑性理論推導得到了非飽和土塑性部分應力應變關系的增量計算公式，該表達式的控制變量為dp和dξ，在計算時本文對dp、dξ進行微分處理，將dp、dξ寫成與dp、ds有關的更為簡單也更容易實現(xiàn)計算的控制變量，并且通過對非飽和重塑土的算例計算了在等向壓縮和干濕循環(huán)兩種工況下的應力應變關系，得到了較好的計算結(jié)果。 運用上述有關膠結(jié)結(jié)構(gòu)性土的研究成果，基于破損力學的理論框架，建立了新的結(jié)構(gòu)性土二元介質(zhì)模型。該