結(jié)構(gòu)性超固結(jié)黃土的本構(gòu)模型及其三維空間的推廣.pdf

1、結(jié)構(gòu)性是土的物理性指標(biāo)中比粒度、密度、濕度更為復(fù)雜、更為重要的一個方面。任何十都具有結(jié)構(gòu)性,研究表明,欠壓密的原狀黃土的結(jié)構(gòu)性更加突出。黃土的結(jié)構(gòu)性對其在水和力作用下的強度與變形的變化規(guī)律具有顯著的影響。研究黃土結(jié)構(gòu)性的根本目的就是揭示結(jié)構(gòu)性對黃土力學(xué)行為的影響以及之間的聯(lián)系,即建立反映黃土結(jié)構(gòu)性的本構(gòu)模型來實現(xiàn)其強度、變形規(guī)律的合理描述。本文針對黃土結(jié)構(gòu)性表現(xiàn)出的準(zhǔn)超固結(jié)特性及剪脹剪縮變形特性,通過建立構(gòu)度與準(zhǔn)先期固結(jié)壓力和準(zhǔn)超固結(jié)狀

2、態(tài)下強度變化規(guī)律之間的關(guān)系,以及構(gòu)度隨應(yīng)變發(fā)展的衰減變化規(guī)律,以超固結(jié)土的統(tǒng)一硬化本構(gòu)模型為依托,建立反映黃土初始結(jié)構(gòu)性的本構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上,依據(jù)黃土在三維應(yīng)力狀態(tài)下的強度變形特征,分析了黃土中間主應(yīng)力效應(yīng)的變化規(guī)律,引入變換應(yīng)力的概念,試圖建立反映基于變換應(yīng)力的黃土三維結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型。主要完成的工作和成果:
　　(1)針對西安白鹿原黃土,通過原狀、重塑、飽和原狀的單軸抗壓試驗,在揭示黃土構(gòu)度隨含水量的增大而不斷減小,以及構(gòu)度隨

3、剪切變形的增大而減小的基礎(chǔ)上,分析了構(gòu)度指標(biāo)與壓縮特性、超固結(jié)剪切強度特性之間的關(guān)系,得出壓縮指數(shù)Cc、結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力Psc、超固結(jié)剪切強度特性參數(shù)與構(gòu)度指標(biāo)之間的關(guān)系,揭示黃土在壓縮特性方面與正常固結(jié)土之間的差異。
　　(2)分析黃土在常規(guī)三軸條件下不同含水量、不同固結(jié)圍壓的強度變形特性,在較小含水量和較小圍壓時,出現(xiàn)了應(yīng)變軟化的現(xiàn)象,建立準(zhǔn)超固結(jié)黃土強度包線斜率和構(gòu)度指標(biāo)之間的關(guān)系,引入準(zhǔn)超固結(jié)參數(shù)R、準(zhǔn)潛在強度Mf,建立適合于

4、準(zhǔn)超固結(jié)黃土的結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型。
　　(3)研究了原狀黃土在四個固結(jié)圍壓、7個中間主應(yīng)力參數(shù)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,試驗表明廣義剪應(yīng)力隨著中軸應(yīng)力比的增大而不斷增大,給出了不同中軸應(yīng)力比下子午平面的強度線、兀平面上的極限線以及中問豐應(yīng)力參數(shù)b與破壞應(yīng)力比、強度參數(shù)之間的關(guān)系,揭示出不同中軸應(yīng)力比、不同固結(jié)圍壓應(yīng)力路徑下的原狀黃土的強度變形特性。
　　(4)針對臨界狀態(tài)土力學(xué)劍橋本構(gòu)模型假定在三維應(yīng)力空間中屈服面呈圓錐形,不能夠較好地反