考慮氣相硬化影響的非飽和土本構(gòu)模型試驗(yàn)研究.pdf

1、非飽和土是由固、液、氣三相組成。目前大部分學(xué)者在研究非飽和土的時(shí)候都認(rèn)為其中的氣體是與大氣相通，這樣氣體壓力在土體變形過(guò)程中始終都不會(huì)發(fā)生變化（等于大氣壓）。已有研究表明氣體的存在形態(tài)對(duì)非飽和土的性質(zhì)有很大的影響，尤其是在氣相內(nèi)部連通或是存在較大封閉氣泡的情形下，氣壓不再保持為常數(shù)，其變化必將對(duì)土的行為產(chǎn)生影響。但是目前人們對(duì)這一狀態(tài)的研究并不多，在大多非飽和土的研究中，都認(rèn)為氣相是連續(xù)的，是和大氣連通的。并且目前大部分的非飽和土試驗(yàn)都

2、是在飽和度不太高的條件下進(jìn)行的，而高飽和度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)較少，氣體測(cè)量也比較困難。目前對(duì)封閉氣泡的研究，主要是針對(duì)大氣泡的情況，而如何考慮土中的封閉氣體氣壓變化對(duì)土體的影響，將是本文試驗(yàn)研究的一個(gè)重點(diǎn)。
　　本文工作的目標(biāo)是通過(guò)試驗(yàn)研究非飽和土中氣相硬化對(duì)土體行為的影響，并對(duì)劉艷（2010年）建立的固-液-氣三相耦合的非飽和土本構(gòu)模型（GAS模型）進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。不同于已有的試驗(yàn)方案，本文試驗(yàn)工作中分別進(jìn)行高飽和度與低飽和度情況下的

3、非飽和土試驗(yàn)，以此研究氣相硬化對(duì)其行為的影響。研究中對(duì)取自北京某地區(qū)的粉質(zhì)粘土進(jìn)行固結(jié)排水剪切試驗(yàn)、非飽和土干濕循環(huán)試驗(yàn)、非飽和土等向固結(jié)排水試驗(yàn)。通過(guò)這些試驗(yàn)可以確定GAS模型參數(shù)：包括飽和模型參數(shù)λ，κ；LC屈服面參數(shù)km，θ；流體彈塑性參數(shù)λw，κw，λa；耦合系數(shù)ksw，kws，ksg，kgs。
　　利用所測(cè)參數(shù)，分別對(duì)高飽和度與低飽和度兩種不同情況下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果研究表明，在高飽和度時(shí)，由于氣相硬化的影響，