岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (7): 1903-1910.doi: 10.16285/j.rsm.2019.1957

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于对数动骨架的可考虑液化大变形本构

董青1,周正华1,苏杰1,李小军2,郝冰1   

  1. 1. 南京工业大学 交通运输工程学院,南京 210009;2. 北京工业大学 建筑工程学院,北京 100124
  • 收稿日期:2019-11-17 修回日期:2021-05-19 出版日期:2021-07-12 发布日期:2021-07-16
  • 作者简介:董青,女,1992年生,博士研究生,主要从事岩土力学的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. U1839202);国家重点研发计划(No. 2017YFC1500400)

A constitutive model considering post-liquefaction deformation based on the logarithmic skeleton curve

DONG Qing1, ZHOU Zheng-hua1, SU Jie1, LI Xiao-jun2, HAO Bing1   

  1. 1. College of Transportation Science & Engineering, Nanjing Tech. University, Nanjing, Jiangsu 210009, China; 2. College of Architecture and Civil Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
  • Received:2019-11-17 Revised:2021-05-19 Online:2021-07-12 Published:2021-07-16
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (U1839202) and the National Program on Key Basic Research Project of China (2017YFC1500400).

摘要: 可用于液化分析的本构模型在土层地震反应分析时难以模拟液化后引起的饱和砂土大变形反应,且适用于饱和砂土场地地震反应分析的非线性时域大变形本构的研究也相对较少。现针对饱和砂土液化大变形条件下的动力反应分析缺少相应的时域大变形本构开展研究,以期通过试验分析和理论研究提出一种可行的、简单适用的时域大变形本构。基于不排水循环三轴试验数据分析得到的饱和砂土液化后大变形应力?应变行为的规律,提出适用于饱和砂土液化后大变形的加卸载准则。结合笔者提出的基于对数动骨架曲线的有效应力本构,得到能定量描述饱和砂土液化大变形途径的大变形本构。该本构依据实际试验结果,可以系统地模拟饱和砂土整个液化过程的变形规律。通过自行编制的土层地震反应分析程序Soilresp1D,实现了含可液化饱和砂土场地动力反应分析,结果表明,基于对数动骨架本构、有效应力修正对数动骨架本构及液化大变形本构提出的时域非线性大变形本构能直接应用于含饱和砂土场地的动力反应分析。

关键词: 对数动骨架, 有效应力, 饱和砂土液化, 加卸载准则, 大变形本构

Abstract: Most of the constitutive model for liquefaction analysis cannot simulate the large post-liquefaction deformation of saturated sand, and there is little research on the nonlinear time-domain large deformation constitutive relationships suitable for seismic response analysis of saturated sand sites. In this paper, a feasible, simple and applicable large deformation constitutive model for time domain analysis is proposed through experimental analysis and theoretical research. The post-liquefaction stress-strain relationships of liquefied sand are obtained based on the undrained cyclic triaxial test data, then loading-reloading rules of large post-liquefaction deformation are proposed. Combined with the effective stress constitutive model based on logarithmic skeleton curve, a constitutive model that can quantitatively describe the large deformation of saturated sand liquefaction is proposed. According to the test results, the constitutive model can simulate small to large deformations from the pre-to post-liquefaction regime of sand. This constitutive model is also implemented to the program Soilresp1D for the dynamic response analysis of liquefiable soil sites. The results show that the time domain nonlinear large deformation unified constitutive model based on the logarithmic dynamic skeleton curve, effective stress-modified logarithmic dynamic skeleton constitutive model and liquefaction large deformation constitutive model can be directly applied to the dynamic response analysis of saturated sand.

Key words: logarithmic skeleton curve, effective stress, liquefaction of saturated sand, loading-unloading rules, large deformation constitutive model

中图分类号: 

  • TU 441
[1] 方瑾瑾, 冯以鑫, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下非饱和黄土的有效应力屈服特性[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 492-500.
[2] 涂园, 王奎华, 周建, 胡安峰, . 有效应力法和有效固结压力法在预压地基 强度计算中的应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 645-654.
[3] 吴爽爽, 胡新丽, 章涵, 周昌, 龚辉, . 嵌岩桩负摩阻力现场试验与计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3610-3617.
[4] 毛小龙, 刘月田, 关文龙, 任兴南, 冯月丽, 丁祖鹏, . 一种适用于孔隙体积应变的有效应力方程[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3004-3010.
[5] 郑国锋, 郭晓霞, 邵龙潭, . 基于状态曲面的非饱和土强度准则及其验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1441-1448.
[6] 陈育民, 陈润泽, 霍正格, . 饱和悬浮塑料砂流动变形可视环剪试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3709-3716.
[7] 段晓梦,曾立峰, . 非饱和土的承载结构与岩土广义结构性[J]. , 2018, 39(9): 3103-3112.
[8] 张天军,尚宏波,李树刚,魏文伟,包若羽,潘红宇,. 三轴应力下不同粒径破碎砂岩渗透特性试验[J]. , 2018, 39(7): 2361-2370.
[9] 陈卫忠,马永尚,于洪丹,龚 哲,李香玲,. 泥岩核废料处置库温度-渗流-应力耦合参数敏感性分析[J]. , 2018, 39(2): 407-416.
[10] 李 林, 李镜培, 赵高文, 崔纪飞, . 基于有效应力法的静压桩时变承载力研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4547-4553.
[11] 钱劲松,李嘉洋,周 定,凌建明. 考虑吸力效应的非饱和黏土回弹模量预估模型[J]. , 2018, 39(1): 123-128.
[12] 周凤玺,曹小林,马 强,. 颗粒间的毛细作用以及吸应力特征曲线分析[J]. , 2017, 38(7): 2036-2042.
[13] 王 宝,董兴玲,. 不同有效应力下矿山渗滤液对土工合成黏土衬垫渗透特性影响的试验研究[J]. , 2017, 38(5): 1350-1358.
[14] 陈 勇,杨 迎,曹 玲, . 特殊应力路径下岸坡饱和土体变形特性模拟[J]. , 2017, 38(3): 672-677.
[15] 项国圣,徐永福,陈 涛,姜 昊,. 盐溶液中膨润土膨胀变形的分形模型[J]. , 2017, 38(1): 75-80.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲,门玉明,彭建兵,黄强兵,刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟,何益斌,刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超,冯夏庭,陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆,齐清兰,魏静,霍倩,周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊,姜永东,鲜学福,罗 云,张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .