摘要:基于擾動狀態(tài)概念研究了正常固結飽和原狀黏性土的本構模型。其中,相對完整狀態(tài)采用基于原狀黏性土的理想非線性彈性本構模型來表征;完全調整狀態(tài)則是基于臨界狀態(tài)土力學框架,將修正劍橋模型與三剪強度準則相結合而建立的彈塑性本構模型來表征。為了更好地反映黏性土的黏聚力影響,提出了等量代換法和坐標平移法兩種處理方法,并作了對比研究。針對基于臨界狀態(tài)土力學框架和擾動狀態(tài)概念建立的原狀土本構模型為平均應力、廣義剪應力與體應變、廣義剪應變間的關系且無屈服函數(shù)顯式表達式,提出了一個將其三維化的方法。三維化后的原狀黏性土本構模型為空間內6個應力分量和6個應變分量之間的關系,更便于復雜應力狀態(tài)下的土體變形分析及有限元編程。為驗證模型的正確性,對正常固結江西原狀飽和紅黏土土樣作了固結排水和固結不排水條件下的常規(guī)三軸壓縮試驗和K0固結試驗,并與模型計算結果作了對比,結果表明:所提模型能夠較好地反映江西原狀飽和紅黏土的力學和變形特性。另外,用所提模型對江西原狀飽和紅黏土進行了真三軸壓縮數(shù)值模擬實驗,探討了中間主應力對其力學和變形特性的影響,結果表明:中間主應力及其影響系數(shù)對土的變形、孔隙水壓力、強度均有影響;固結不排水條件下,在相同剪應力的作用下,土體剪應變隨中間主應力影響系數(shù)的增大而減小,在相同軸向應變條件下,孔隙水壓力隨中間主應力影響系數(shù)的增大而增大;固結排水條件下,在相同平均正應力作用下,土體體應變隨中間主應力影響系數(shù)的增大而減小,在相同軸向應變條件下,土體體應變隨中主應力影響系數(shù)的增大而增大。
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