›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (12): 2517-2523.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于微结构失稳假说及广义吸力理论的黄土体变模型

刘 旭1,2,王兰民1,陈龙珠3,孙军杰1   

  1. 1. 中国地震局地震预测研究所兰州基地 兰州地震研究所 兰州 730000 ; 2. Department of physics, The University of Adelaide, SA 5005 Australia 3. 上海交通大学 建工学院,上海 200030
  • 收稿日期:2005-11-18 出版日期:2007-12-10 发布日期:2013-10-18
  • 作者简介:刘 旭,男,1963年生,副研究员,博士,主要从事土力学及地球物理学研究工作
  • 基金资助:

    甘肃省自然科学基金(No. GZS041-A25-041)资助

A volumetric model of loess based on microstructure instability and generalized suction theories

LIU Xu1,2, WANG Lan-min1, CHEN Long-zhu3, SUN Jun-jie1   

  1. 1. Lanzhou Base of Center for Analysis and Prediction, CEA, Seismological Institute of Lanzhou, CEA, Lanzhou, 730000 China;2. Department of physics, The University of Adelaide, SA 5005 Australia; 3. School of Civil Engineering and Mechanics, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, China
  • Received:2005-11-18 Online:2007-12-10 Published:2013-10-18

摘要: 针对原状非饱和及饱和黄土的体积变形问题,提出了一个复合体计算模型。该模型将黄土看作由各自均匀分布于土中的原状部分和扰动部分组成的,这两部分土体的体积比率,可由黄土结构的微观几何模型、孔隙率密度曲线及考虑广义吸力的微结构失稳条件计算得出。假设原状部分仅发生弹性变形,扰动部分符合重塑土的变形规律。复合体的应变增量包括原状部分的弹性、重塑土的塑性及结构崩塌3部分;其中:结构崩塌变形特指微结构失稳时原状土体的孔隙率突然变为重塑土的孔隙率;重塑土的体积应变形采用广义吸力理论计算。采用不同的初始饱和度的黄土结构强度计算出非饱和土微观结构刚度与饱和度的函数,从而获得非饱和土黄土微观结构失稳的判别条件。分别计算了低含水天然非饱和及饱和黄土的压缩曲线,并与试验结果对比说明了模型的合理性。

关键词: 湿陷, 微结构, 失稳, 黄土

Abstract: A new compound model is developed to calculate volumetric strains of unsaturated and saturated collapsible loess. In this model, loess is regarded as the compound of undisturbed and disturbed parts, both of which are respectively and uniformly distributed in loess; and the proportion of the two parts can be calculated through the combination of a pore size distribution curve; a suggested geometric structural model and structural instability criterion with the generalized suction being considered. The volumetric strain increment includes three components: the elastic increment of undisturbed part; the plastic increment of disturbed part determined by the application of the generalized suction theory; and the structure collapse contribution which is particularly relevant to the change of void ratio from undisturbed soils to disturbed soils. The relationship between the angle-stiffness of the structural instability criterion and the degree of saturation is determined by the structural strengths revealed by compression tests of natural loess. The rationality of this model is verified by comparing calculated results with published experimental data.

Key words: collapse, microstructure, instability, loess

中图分类号: 

  • TU 433
[1] 朱仁杰, 车爱兰, 严 飞, 文 海, 葛修润, . 含贯通性结构面岩质边坡动力演化规律[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1907-1915.
[2] 邵生俊, 陈 菲, 邓国华, . 基于平面应变统一强度公式的结构性黄土填料 挡墙地震被动土压力研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1255-1262.
[3] 王铁行, 金 鑫, 罗 扬, 张松林. 考虑卸荷作用的黄土湿陷性评价方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1281-1290.
[4] 王娟娟, 郝延周, 王铁行. 非饱和压实黄土结构特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1351-1357.
[5] 蒋海明, 李 杰, 王明洋, . 块系岩体滑移失稳中低摩擦效应的理论与试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1405-1412.
[6] 谌文武, 刘 伟, 王 娟, 孙冠平, 吴玮江, . 黄土饱和度与B值关系试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 834-842.
[7] 张玉伟, 翁效林, 宋战平, 谢永利, . 考虑黄土结构性和各向异性的修正剑桥模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1030-1038.
[8] 王丽琴, 邵生俊, 王 帅, 赵 聪, 石鹏鑫, 周 彪, . 原状黄土的压缩曲线特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1076-1084.
[9] 巨能攀, 邓天鑫, 李龙起, 蒋金阳, 张陈羊. 强震作用下陡倾顺层斜坡倾倒变形 机制离心振动台试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 99-108.
[10] 姚志华, 陈正汉, 方祥位, 黄雪峰, . 非饱和原状黄土弹塑性损伤流固耦 合模型及其初步应用 [J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 216-226.
[11] 王文沛, 李 滨, 冯 振, 张博文, 高 杨, . 考虑场地效应的高陡岩质斜坡地震失稳机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 297-304.
[12] 杜伟飞, 郑建国, 刘争宏, 张继文, 于永堂, . 黄土高填方地基沉降规律及排气条件影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 325-331.
[13] 秦庆词, 李克钢, 杨宝威, 王 庭, 张雪娅, 郭 文. 岩石全应力-应变过程关键特征点损伤特征分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 14-24.
[14] 张 磊, 刘 慧, 王铁行. 固结与不固结条件下黄土-混凝土接触面剪切试验[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 238-244.
[15] 陈瑞锋,田高源,米栋云,董晓强,. 赤泥改性黄土的基本工程性质研究[J]. , 2018, 39(S1): 89-97.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平,冯 兴,黄 祥,李春亮. UH模型在有限元分析中的应用[J]. , 2010, 31(1): 237 -245 .
[2] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[3] 龚建伍,夏才初,朱合华,唐 颖. 鹤上大断面小净距隧道施工方案优化分析[J]. , 2009, 30(1): 236 -240 .
[4] 刘 嘉,王 栋. 正常固结黏土中平板锚基础的吸力和抗拉力[J]. , 2009, 30(3): 735 -740 .
[5] 赵尚毅,郑颖人,李安洪,邱文平,唐晓松,徐 俊. 多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用[J]. , 2009, 30(S1): 160 -164 .
[6] 杜延军,范日东. 改性土-膨润土竖向隔离墙材料的压缩及渗透特性试验研究[J]. , 2011, 32(S1): 49 -54 .
[7] 周 扬,周国庆. 土体一维冻结问题温度场半解析解[J]. , 2011, 32(S1): 309 -0313 .
[8] 霍军帅,陈 焘,宫全美,周顺华. 复杂周边条件下异形基坑承压水抽水试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 268 -273 .
[9] 何富连,严 红,杨绿刚,杨洪增,李 琦. 淋水碎裂顶板煤巷锚固试验研究与实践[J]. , 2011, 32(9): 2591 -2595 .
[10] 陈 盼,韦昌富,王吉利,伊盼盼,曹华峰. 近饱和条件下非饱和多孔介质渗流过程的数值分析[J]. , 2012, 33(1): 295 -300 .