考慮氣相硬化影響的非飽和土本構模型試驗研究.pdf

1、非飽和土是由固、液、氣三相組成。目前大部分學者在研究非飽和土的時候都認為其中的氣體是與大氣相通，這樣氣體壓力在土體變形過程中始終都不會發(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)，其變化必將對土的行為產(chǎn)生影響。但是目前人們對這一狀態(tài)的研究并不多，在大多非飽和土的研究中，都認為氣相是連續(xù)的，是和大氣連通的。并且目前大部分的非飽和土試驗都

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

3、非飽和土試驗，以此研究氣相硬化對其行為的影響。研究中對取自北京某地區(qū)的粉質(zhì)粘土進行固結排水剪切試驗、非飽和土干濕循環(huán)試驗、非飽和土等向固結排水試驗。通過這些試驗可以確定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。
　　利用所測參數(shù)，分別對高飽和度與低飽和度兩種不同情況下的試驗結果進行預測。試驗結果研究表明，在高飽和度時，由于氣相硬化的影響，