砂黏统一本构模型的一种简单广义化方法

作     者：崔凯 王孝文 贾政鹏 吴博涵 袁冉 

作者机构：西南交通大学土木工程学院 西南交通大学交通隧道教育部重点实验室 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然基金项目(52278413 42177128 42077236 42011530170) 

主　　题：广义应力空间 砂土 黏土 本构模型 变换应力法 

摘      要：为了实现对砂土和黏土在广义应力条件下力学响应的统一描述，本研究基于变换应力法与状态参数理论，在临界状态概念的基础上，提出了一种广义应力空间下的砂、黏统一临界状态本构模型，即CASM-SG模型。新提出的CASM-SG模型在不引入额外材料材料参数的前提下，通过变换应力法将传统的二维临界状态屈服面推广到三维应力空间；本研究进一步地推导了CASM-SG模型的完整本构框架并通过一致性条件确定了CASM-SG模型的塑性模量和弹塑性刚度矩阵的显式表达式。最后，CASM-SG模型被用于预测Hostun砂土和Fuiinomori黏土分别在排水和不排水三轴压缩和拉伸条件下的力学响应。模拟结果表明，新提出的CASM-SG模型能够较好地预测砂土和黏土在广义应力条件下的应力应变关系，剪胀行为，有效应力路径等，并能更为准确地模拟光滑应力-应变曲线及土体的应变软化行为。