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考虑气相压力变化和偏应力影响的非饱和土本构模型
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:岩土工程学报
  • 时间:2011.5.5
  • 页码:754-761
  • 分类:TU43[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]北京交通大学土建学院,北京100044, [2]中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北武汉430071
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51078019); 国家重点基础研究发展计划基金项目(2010CB732100); 北京市自然科学基金项目(8112024)
  • 相关项目:基于连续孔隙介质土力学理论研究非饱和土的本构关系
中文摘要:

基于连续介质土力学的本构模型框架,提出了一个三轴应力状态下的非饱和土本构模型。与非饱和土中的双应力变量不同,根据非饱和土功的表达式,选择广义有效应力、修正吸力和气体压力作为模型的应力状态变量。模型中考虑了气相压力变化对土体变形的影响,给出了固-液-气三相耦合的本构方程。固相采用了非相关联流动法则,并在固相硬化方程中考虑了液相和气相的影响。液相方程利用土水特征曲线描述,并考虑了塑性体应变的影响。气相方程的建立利用了Boyle定律和Henry定律,给出了受固相和液相变形影响的气相方程。最后建立了非饱和土弹塑性增量方程。利用已有的试验数据对模型进行了验证,并将考虑气相影响与未考虑气相影响的预测结果进行了对比。

英文摘要:

Based on the constitutive framework of unsaturated soils established by the continuum porous medium soil mechanics,an elastoplastic model for unsaturated soils in triaxial stress state is formulated.According to the work expression of unsaturated soils,three stress variables are needed in describing the model: generalized effective stress,modified suction and gas pressure.The gas effect is considered and the constitutive equation considering solid-liquid-gas effect is developed.In the solid phase,a non-associated flow flue is adopted.The plastic change of the degree of saturation and gas strain,representing the influence of the historical evolution of liquid and gas effect respectively,are incorporated in the hardening equations.The soil water characteristic curve is introduced as the liquid constitutive equation,in which the plastic volumetric strain is incorporated to reflect the influence caused by skeleton deformation.Based on the Boyle law and the Henry law,a gas constitutive equation which is affected by the solid and liquid phases is derived.Model predictions are compared with the existing test data,showing that the model agree well with the test data.Comparisons between the model and the one without gas effect are also given.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826