岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (11): 3165-3174.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1111

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

砂土特征状态线及不排水特性的初始状态分区

王宁博1, 2,姚仰平3   

  1. 1. 中国建筑科学研究院有限公司 地基基础研究所,北京 100031;2. 建筑安全与环境国家重点实验室,北京 100013; 3. 北京航空航天大学 交通科学与工程学院,北京 100083
  • 收稿日期:2023-07-27 接受日期:2023-09-15 出版日期:2023-11-28 发布日期:2023-11-28
  • 作者简介:王宁博,男,1989年生,博士,从事土的力学特性、本构模型及绿色、低碳岩土工程技术研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51979001)

Characteristic state lines and subarea of initial state of sand under undrained shearing

WANG Ning-bo1, 2, YAO Yang-ping3   

  1. 1. Institute of Foundation Engineering, China Academy of Building Research, Beijing, 100013, China; 2. State Key Laboratory of Building Safety and Environment, Beijing, 100013, China; 3. School of Transportation Science and Engineering, Beihang University, Beijing, China
  • Received:2023-07-27 Accepted:2023-09-15 Online:2023-11-28 Published:2023-11-28
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51979001).

摘要: 砂土不排水特性表现出强烈的初始状态依赖性,为深入探究砂土这一特性,介绍了e-lnp(e为孔隙比,p为围压)平面内砂土已有与不排水特性有关的初始状态特征线,即最松固结线(loosest consolidation line,简称LCL)、静态液化分界线(static liquefaction dividing line,简称LDL)以及准稳态分界线(quasi steady-state dividing line,简称QDL),并在引入砂土正常压缩线(normal compression line,简称NCL)的基础上,结合剪胀和屈服理论,补充论证了LDL的存在性,给出了QDL的简易确定方法。基于特征状态线,将砂土初始状态进行了分区,分别为I静态液化区、II应变软化区、III准稳态区、IV应变硬化区,使得砂土在同一初始状态特征区表现出相似的不排水剪切特性。分析了初始状态分区的应用,包括理论应用与工程应用,以期为砂土不排水特性初始状态依赖性的理解及相关工程实际提供指导。

关键词: 砂土, 特征状态线, 不排水特性, 初始状态依赖性, 分区

Abstract: The undrained behavior of sand is mainly dependent on its initial state. To better understand and reveal this feature, the characteristic state lines, namely the loosest consolidation line (LCL), the static liquefaction dividing line (LDL) and the quasi steady-state dividing line (QDL), which are related to the undrained behavior of sand in the e-lnp plane, are presented firstly. Based on the theory of shear yielding and dilatancy, a simple method used to determine QDL is given, and the existence of LDL is demonstrated by introducing the normal compression line (NCL) of sand. Subsequently, the initial state of sand is divided into four characteristic subareas, which can be referred to as the static liquefaction subarea I, the strain softening subarea II, the quasi-steady state subarea III and the strain hardening subarea IV, and sand shows the similar undrained behavior when its initial state places in the individual subarea. Finally, the theoretical and engineering applications of subarea are analyzed.

Key words: sand, characteristic state line, undrained behavior, initial state dependence, subarea

中图分类号: 

  • TU 441
[1] 王晓磊, 刘理腾, 刘润, 刘历波, 董林, 任海. 地震历史对各深度土体抗液化性影响的振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2657-2666.
[2] 杨奇, 王晓雅, 聂如松, 陈琛, 陈缘正, 徐方, . 间歇循环荷载作用下饱和砂土累积塑性变形及孔压特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1671-1683.
[3] 江杰, 付臣志, 柴文成, 欧孝夺, . 砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下柔性单桩水平承载力分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1375-1384.
[4] 高燕, 余骏远, 陈庆, 史天根, . 侧限条件下密实砂土蠕变的颗粒运动特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1385-1394.
[5] 杨阳, 田英辉, 张春会, 王荣, 王智超, 王乐, . 砂土海床中海底管道贯入阻力演化特征及细观机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(4): 1001-1008.
[6] 吴宏, 叶治, 张宇亭, 刘华北, . 穿越不同密实度饱和砂土地层的盾构隧道地震响应三维数值分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(4): 1204-1216.
[7] 闫志晓, 李雨润, 王东升, 王永志, . 覆水砂土场地中桥梁群桩基础地震响应离心试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 861-872.
[8] 孙佳政, 傅翼, 仇雅诗, 徐长节, 张恒志, 冯国辉, . RB模式下砂土非极限主动土压力的 离散元模拟与理论研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 603-614.
[9] 梁晓敏, 杨朔成, 顾晓强, . 砂土应力诱发弹性波速各向异性的试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(11): 3235-3240.
[10] 王维铭, 陈龙伟, 郭婷婷, 汪云龙, 凌贤长, . 基于中国砂土液化数据库的标准贯入试验液化 判别方法研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 279-288.
[11] 周兵红. 一种预测砂土土-水特征曲线的简化方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 222-228.
[12] 雷华阳, 张文振, 霍海峰, 冯双喜, 李其昂, 刘汉磊, . 水汽补给下砂土冻胀量与微观结构参数关联研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2337-2346.
[13] 张津津, 李博, 余闯, 张茂雨, . 矿渣−粉煤灰地聚合物固化砂土力学特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2421-2430.
[14] 刘燕晶, 王路君, 朱斌, 陈云敏, . 考虑填充和黏结作用的含水合物 沉积物弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2471-2482.
[15] AHMAD Hussein, MAHBOUBI Ahmad, NOORZAD Ali, HOSEINI Mohammad Hosein, . 包裹式土工格栅−砂土相互作用对条形基础承载 力−沉降特性的影响研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2550-2567.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 张 波,李术才,杨学英,孙国富,葛颜慧. 三维黏弹性介质人工边界研究[J]. , 2009, 30(11): 3469 -3475 .
[2] 李 晶,缪林昌,钟建驰,冯兆祥. EPS颗粒混合轻质土反复荷载下变形和阻尼特性[J]. , 2010, 31(6): 1769 -1775 .
[3] 张永兴,卢 黎,饶枭宇,李 剑. 压力型锚杆力学性能模型试验研究[J]. , 2010, 31(7): 2045 -2050 .
[4] 庞 巍,叶朝良,杨广庆,丁军霞. 电石灰改良滨海地区盐渍土路基可行性研究[J]. , 2009, 30(4): 1068 -1072 .
[5] 孔祥兴,夏才初,仇玉良,张丽英,龚建伍. 平行小净距盾构与CRD法黄土地铁隧道施工力学研究[J]. , 2011, 32(2): 516 -524 .
[6] 赵明华,雷 勇,张 锐. 岩溶区桩基冲切破坏模式及安全厚度研究[J]. , 2012, 33(2): 524 -530 .
[7] 夏力农 ,苗云东 ,谈铁强. 带承台群桩负摩阻力性状的三维有限元分析[J]. , 2012, 33(3): 887 -891 .
[8] 王松鹤,齐吉琳. 高温冻土松弛特性试验研究[J]. , 2012, 33(6): 1660 -1666 .
[9] 姚海波、 干昆蓉、 伍 冬、 任彦超 、吕卫东、文玉、. 压力分散型锚索与拉力集中型锚索抗振性能研究[J]. , 2012, 33(12): 3598 -3603 .
[10] 周翠英,刘祚秋 ,董立国 ,尚 伟,林鲁生. 边坡变形破坏过程的大变形有限元分析[J]. , 2003, 24(4): 644 -652 .