非饱和黏性土的广义有效应力三剪弹塑性本构模型

作     者：胡小荣 路祥 蔡晓锋 

作者机构：南昌大学建筑工程学院 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金（No.10862004 No.11362016） 

主　　题：非饱和黏性土 本构模型 广义有效应力 三剪强度准则 江西红黏土 

摘      要：将非饱和土广义有效应力原理与三剪强度准则相结合，提出了非饱和土广义有效应力三剪强度准则。将所提准则作为破坏准则，分别采用等量代换法和坐标平移法推导出新的破坏应力比，并将其与非饱和土修正剑桥模型相结合得到了新的屈服函数。相比于原来修正剑桥模型中的破坏应力比为定值，新的屈服函数可以更好地反应土体全应力状态、中间主应力效应和拉压不等效应。在弹塑性理论的框架下，建立了非饱和土的广义有效应力三剪弹塑性本构模型。以江西正常固结非饱和重塑红黏土作为试验研究对象，进行室内土工试验、土水特征曲线试验、压缩回弹试验、非饱和土常规三轴固结排水试验。将该本构模型计算结果与非饱和土三轴固结排水试验结果进行对比验证。结果表明，数值模拟结果与试验结果吻合较好，验证了该本构模型的正确性。在轴向应变较小时，等量代换法和坐标平移法模拟结果比较接近，随着轴向应变增大直至偏应力达到平稳状态的过程中，等量代换法计算结果要大于坐标平移法计算结果，且更接近于试验值。真三轴计算预测结果表明，在固结排水条件下，初始压实度、净围压、基质吸力相同，中间主应力影响系数越大，则剪应力和体应变越大。b值相同的情况下，轴向应变较小时，等量代换法计算结果和坐标平移法计算结果比较接近，随着轴向应变的增大，二者之间的差值也越来越大。