岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 436-442.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0457

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

水-力耦合非饱和黄土的弹塑性模型适用性研究

邵帅1, 2，邵生俊1, 2，高梦洁1，刘小康1，王立新1, 3，严广艺3   

  1. 1. 西安理工大学 岩土工程研究所，陕西 西安 710048；2. 西安理工大学 陕西省黄土力学与工程重点实验室，陕西 西安 710048； 3. 中铁第一铁道勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043
  • 收稿日期:2022-04-07 接受日期:2022-07-15 出版日期:2023-11-16 发布日期:2023-11-19
  • 作者简介:邵帅，男，1991年生，博士，讲师，主要从事黄土力学与土动力学方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（No. 52108342）；陕西省自然科学基础研究计划?引汉济渭联合基金项目（No. 2019JLP-21, 2019JLZ-13）；西安理工大学博士启动金（No. 107-451122001）。

Applicability of unsaturated loess to hydraulic coupling elastoplastic model

SHAO Shuai1, 2, SHAO Sheng-jun1, 2, GAO Meng-jie1, LIU Xiao-kang1, WANG Li-xin1, 3, YAN Guang-yi3   

  1. 1. Institute of Geotechnical Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an, Shaanxi 710048, China; 2. Shaanxi Key Laboratory of Loess Mechanics and Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an, Shaanxi 710048, China； 3. China Railway First Railway Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an, Shaanxi 710043, China
  • Received:2022-04-07 Accepted:2022-07-15 Online:2023-11-16 Published:2023-11-19
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(52108342), the Shaanxi Province Natural Science Foundation Research Program-Hanjiang-Weihe Joint Fund Project (2019JLP-21, 2019JLZ-13), the Ph.D. Launch Fund of Xi’an University of Technology(107-451122001).

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摘要： 为验证Sun提出的与密度状态相关的非饱和土的水力-力学耦合的本构模型及非饱和黄土的水力特性和力学特性的预测结果，以西安市东郊黄土为研究对象，进行了非饱和黄土的等向压缩试验、三轴压缩试验以及三轴拉伸试验。将模型预测结果与试验结果进行了对比，证实了Sun所提出的模型预测非饱和黄土应力-应变和持水行为的有效性。将Sun模型与BBM模型分别得到的加载-湿陷（LC）屈服曲线进行对比，发现Sun模型的预测结果更接近试验数据点；对不同初始孔隙比的黄土试样进行等向压缩试验并进行湿化，模型能够较好地预测出黄土的湿陷变形趋势；对比模型预测结果与非饱和黄土三轴压缩试验得到的结果，证实该模型不仅可以较好地预测非饱和黄土的应力-应变行为，同时还可以反映非饱和土饱和度的变化。

关键词: 黄土, 非饱和土, 弹塑性, 水-力耦合

Abstract: The aim of this article is to validate the predictive effectiveness of Sun's proposed coupled hydraulic-mechanical intrinsic model for unsaturated soils with respect to the density state. The loess in the eastern suburbs of Xi’an City, Shaanxi Province was selected as the research object. The isotropic compression test, triaxial compression test and triaxial tensile test were carried out on unsaturated loess samples. The model prediction results were compared with the experimental results, which confirmed the validity of the model proposed by Sun to predict the stress-strain and water-holding behavior of unsaturated loess. The experimental results show that the loading-collapsing (LC) yield curves obtained by Sun model and BBM model were compared, and it was found that the prediction results of Sun model were closer to the experimental data points. The loess samples with different initial void ratios were subjected to isotropic compression tests and humidified, and Sun model could better predict the collapsible deformation trend of loess. Comparing the prediction results of the model with the results of triaxial compression test and triaxial compression test of unsaturated loess, it was confirmed that the model could better predict the stress-strain behavior of unsaturated loess, and depict the change of saturation degree.

Key words: loess, unsaturated soil, elastic-plastic, hydraulic coupling

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