非饱和土率相关本构模型研究
软黏土在我国各区域广泛分布,其工程力学性质较差,给岩土工作者带来了许多困难和挑战,而且非饱和土作为一种最复杂的土体,人们对其相关性质的了解依然不足。当前对黏土性质的认识主要从试验和理论两个方向进行,其中试验研究是基础,从理论上提出适合的本构模型是关键。
现有的研究成果表明,土体具有明显的率相关性,其先期固结压力和不排水抗剪强度均随应变率增大而增大。本文研究了非饱和土的时间效应,引入了应变率对土体硬化作用的影响,得到了一个可以描述土体黏性特性的非饱和土弹黏塑性本构模型。
主要研究工作为:(1)参考非饱和土弹塑性模型,建立了一维条件下非饱和土的弹粘塑性模型。给出了应变率与土体先期固结压力之间的关系。
通过在硬化方程中引入应变率的影响并推导出硬化增量中应变率增量的系数,得到了非饱和土的弹黏塑性硬化方程。结合液相屈服方程及LC屈服方程,得到了可以反映土体加载速率效应和蠕变行为的增量形式的一维弹黏塑性模型。
(2)以扩展的修正剑桥模型作为固相屈服方程,将模型从一维状态扩展为三维模型。由于模型中考虑了剪切应力的作用,能够描述各种应力路径下的土体剪切特性。
(3)利用Fo ...