非饱和土应力变量选取原则刍议

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (8): 2269-2276.

非饱和土应力变量选取原则刍议

谢新宇^{1, 2}，刘斌^{1, 2}，周建^{1, 2}

1. 浙江大学岩土工程研究所，杭州 310058；2. 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，杭州 310058

收稿日期:2011-03-03 出版日期:2012-08-10 发布日期:2012-08-13
通讯作者: 周建，女，1970年生，博士，副教授，主要从事非饱和土本构模型、软黏土力学、地基处理等方面的教学与研究工作。 E-mail: dzhoujian@yahoo.com E-mail:xiexinyu@zju.edu.cn
作者简介:谢新宇，男，1969年生，博士，教授，博士生导师，主要从事软黏土力学及地基处理等方面的教学和科研工作
基金资助:
国家自然科学基金项目(No. 51079126)；2009年浙江省钱江人才计划项目(No. 2009R10066)

Discussion on selection principle of stress variables of unsaturated soil

XIE Xin-yu^{1, 2}，LIU Bin^{1, 2}，ZHOU Jian^{1, 2}

1. Institute of Geotechnical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 2. Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering of Ministry of Education, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China

Received:2011-03-03 Online:2012-08-10 Published:2012-08-13

摘要/Abstract

摘要： 在非饱和土本构模型研究中，所选取的变量是否是非饱和土合适的应力变量往往被研究人员所忽视，这会阻碍本构模型的进一步发展。从土体的微观结构、能量守衡及力学平衡这3方面对非饱和土应力变量进行研究，以此提出了非饱和土应力变量选取应遵循的3个原则，强调指出非饱和土应力变量与应力状态变量的区别，并对本构模型研究中常用的应力变量进行分析，发现基质吸力、净法向应力并非为非饱和土应力变量，而有效应力和吸应力为其应力变量。建议使用有效应力来建立本构关系，其除了能满足文中提出的选取原则外，还能与饱和土理论之间有很好的过渡。文中的非饱和土应力变量选取原则还不成熟，但其重要性不容忽视，该研究还有待进一步补充和完善。

关键词: 非饱和土, 表征单元体积REV, 应力变量, 选取原则

Abstract: Stress variable is one of the key issues in constitutive modelling for unsaturated soil. Unfortunately, this issue is often ignored and may impede the further development of constitutive modelling. This article investigates the stress variables from the viewpoint of soil microstructure, conservation of energy and mechanical equilibrium, on which the selection principle of stress variables of unsaturated soil is put forward based. The difference between stress variables and stress state variables is highly focused. The study results show that some variables, like matric suction and net normal stress, which have the units of stress, are insufficient to qualify them as stress variables on the scale of the air-water-solid REV, but they are the essential stress state variables, and the effective stress and the suction stress could be the stress variables of unsaturated soil. Finally, we prefer using effective stress to simulate constitutive unsaturated soil behaviour, not only because it can obey the above principles but also it can smoothly switch to the theory of saturated soil. It is illustrated that the principle of stress variables selection for unsaturated soil is still immature, but the attempt to develop this theory is requisite.

Key words: unsaturated soil, representative elementary volume, stress variable, selection principle

中图分类号:

TU 431

谢新宇，刘斌，周建 . 非饱和土应力变量选取原则刍议[J]. , 2012, 33(8): 2269-2276.

XIE Xin-yu ，LIU Bin ，ZHOU Jian . Discussion on selection principle of stress variables of unsaturated soil[J]. , 2012, 33(8): 2269-2276.

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[1]	程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[2]	程涛, 晏克勤, 胡仁杰, 郑俊杰, 张欢, 陈合龙, 江志杰, 刘强, . 非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 453-460.
[3]	邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[4]	李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[5]	刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[6]	周凤玺, 柳鸿博, . 非饱和土中Rayleigh波的传播特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3218-3226.
[7]	詹良通, 胡英涛, 刘小川, 陈捷, 王瀚霖, 朱斌, 陈云敏. 非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验及多物理量联合监测[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2478-2486.
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[10]	方瑾瑾, 冯以鑫, 赵伟龙, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下原状黄土的非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 517-528.
[11]	杨明辉, 陈贺, 陈可. 基于分形理论的SWCC边界曲线滞后效应模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3805-3812.
[12]	陈正汉, 郭楠、. 非饱和土与特殊土力学及工程应用研究的新进展[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 1-54.
[13]	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.
[14]	李宣, 孙德安，张俊然,. 吸力历史对非饱和粉土动力变形特性的影响[J]. , 2018, 39(8): 2829-2836.
[15]	徐筱，赵成刚，蔡国庆，. 区分毛细和吸附作用的非饱和土抗剪强度模型[J]. , 2018, 39(6): 2059-2064.

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