›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (9): 2561-2568.doi: 10.16285/j.rsm.2016.09.017

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

结构性软黏土时效特性的一维弹黏塑性模拟

柯文汇1, 2,陈 健1,盛 谦1,黄珏皓1   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071; 2. 武汉市市政建设集团有限公司,湖北 武汉 430023
  • 收稿日期:2015-01-08 出版日期:2016-09-12 发布日期:2018-06-09
  • 通讯作者: 陈健,男,1972年生,博士,研究员,从事城市地下工程与地下空间安全评价与风险分析方面的研究工作。E-mail: jchen@whrsm.ac.cn E-mail:kewenhui1989@126.com
  • 作者简介:柯文汇,男,1987年生,博士研究生,主要从事软土工程特性及软土地下工程变形机制的研究工作。
  • 基金资助:

    中国科学院重点部署项目、百人计划项目(No.KZZD-EW-TZ-12);国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2015CB057900);中国科学院科技服务网络计划(STS)(No.KFJ-EW-STS-122);NSFC-云南联合基金重点支持项目(No.U1402231)。

One-dimensional elastic visco-plastic modelling of time-dependent behavior of structured soft clays

KE Wen-hui1, 2, CHEN Jian1, SHENG Qian1, HUANG Jue-hao1   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. Wuhan Municipal Construction Group Co., Ltd., Wuhan, Hubei 430023, China
  • Received:2015-01-08 Online:2016-09-12 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by Key Deployment Project of Chinese Academy of Sciences, Hundred Talents Program of the Chinese Academy of Sciences (KZZD-EW-TZ-12), the National Program on Key Basic Research Project of China (973 Program) (2015CB057900), Chinese Academy of Science and Technology Service Network Program (STS) (KFJ-EW-STS-122) and NSFC- Yunnan Joint Fund key Supporting Projects (U1402231).

摘要: 为了研究土体结构破坏对软黏土一维变形的时效特性的影响,在Bjerrum的等时间线体系基础上,提出了等黏塑性应变率线等黏塑性应变率线概念,建立了非结构性软黏土的一维弹黏塑性模型;为了描述土体结构渐进破坏特征,定义了结构性参数——结构应变,在非结构性模型的基础上推导了结构性软黏土一维弹黏塑性模型;讨论了通过试验法直接确定模型参数的方法,并利用新建模型对温州天然软黏土的一维常规压缩试验、天然Ariake 黏土的分级快速固结试验、结构性Berthierville黏土的一维等应变率压缩试验及长期蠕变试验进行模拟。模拟与试验结果的对比表明,该模型能较好地描述结构性软黏土一维压缩变形的时效特征。

关键词: 软黏土, 结构性土, 时效特性, 弹黏塑性, 固结, 蠕变, 应变率效应, 结构破坏

Abstract: To explore the effect of structural damage on the time-dependent behavior of structural soils, a one-dimensional elastic visco-plastic (1DEVP) constitutive model is developed with introducing a new concept of constant visco-plastic strain rate lines, based on Bjerrum’s time lines. To describe the progressive destruction, a new structural parameter named “structural strain” is defined and a new mathematical formula is proposed based on characteristics of soil structure degradation under the one-dimensional loading condition. The method for calibrating the proposed model is discussed, and the proposed model is used to simulate conventional compression tests on Wenzhou natural clays, step loading fast-consolidation tests on natural Ariake clays, constant rates of strain tests (CRS) oedometer tests and long-term creep oedometer tests on structured Berthierville clays. The comparisons between simulations and experimental results show that the newly proposed 1DEVP model can reasonably describe destructuration effects on the time-dependent behavior of structured soft clays.

Key words: soft clays, soil structure, time dependence, elasto-viscoplasticity, consolidation, creep, strain rate effect, destructuration

中图分类号: 

  • TU 447

[1] 庄心善, 赵汉文, 王俊翔, 黄勇杰, 胡智. 循环荷载下重塑弱膨胀土滞回曲线 形态特征定量研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1845-1854.
[2] 孙德安, 薛垚, 汪磊, . 变荷载作用下考虑半透水边界热传导性的 一维饱和土热固结特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1465-1473.
[3] 李红坡, 梅国雄, 肖涛, 陈征. 涂抹区重叠竖井地基固结特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1560-1566.
[4] 江留慧, 李传勋, 杨怡青, 张锐. 变荷载下双层地基一维非线性固结近似解析解[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1583-1590.
[5] 陈琼, 崔德山, 王菁莪, 刘清秉. 不同固结状态下黄土坡滑坡滑 带土的蠕变试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1635-1642.
[6] 王钰轲, 万永帅, 方宏远, 曾长女, 石明生, 吴迪, . 圆形应力路径下软黏土的动力特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1643-1652.
[7] 徐毅青, 邓绍玉, 葛琦. 锚索预应力初期与长期损失的预测模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1663-1669.
[8] 韩超, 庞德朋, 李德建. 砂岩分级加卸载蠕变试验过程能量演化分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1179-1188.
[9] 任连伟, 曹辉, 孔纲强. 试剂注入配合比对化学电渗法处治软黏土 加固效应对比研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1219-1226.
[10] 师旭超, 孙运德. 线性卸荷作用下软土超孔隙水压力 变化规律分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1333-1338.
[11] 任宇晓, 闫玥, 付登锋. 浅层地基上管道轴向运动的阻力研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1404-1411.
[12] 刘建民, 邱月, 郭婷婷, 宋文智, 谷川, . 饱和粉质黏土静剪强度与振动后 静剪强度对比研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 773-780.
[13] 王青元, 刘杰, 王培涛, 刘飞, . 冲击扰动诱发蠕变岩石加速失稳破坏试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 781-788.
[14] 郎瑞卿, 杨爱武, 闫澍旺, . 修正等应变假定下刚性桩复合地基固结特性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 813-822.
[15] 杨高升, 白冰, 姚晓亮, . 高含冰量冻土路基融化固结规律研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1010-1018.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!