一个高饱和度非饱和土的本构模型

›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (8): 2189-2194.

一个高饱和度非饱和土的本构模型

刘艳^{1, 2}，韦昌富¹，赵成刚²，房倩²

1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室，武汉 430071；2.北京交通大学土建学院，北京 100044

收稿日期:2012-07-30 出版日期:2013-08-12 发布日期:2013-08-13
通讯作者: 韦昌富，男，1966年，研究员，博导，主要从事多孔介质理论及其工程应用研究。E-mail: cfwei@whrsm.ac.cn E-mail:05115257@bjtu.edu.cn
作者简介:刘艳，女，1983年，博士后，主要从事非饱和土的研究
基金资助:
中央高校基本科研业务费专项资金资助（No. 2012JBM081）；国家自然科学基金资助（No. 51108022，No. 11072255）。

A constitutive model of unsaturated soils with high saturation

LIU Yan^{1, 2}, WEI Chang-fu¹, ZHAO Cheng-gang², FANG Qian²

1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China

Received:2012-07-30 Online:2013-08-12 Published:2013-08-13

摘要/Abstract

摘要： 高饱和度的非饱和土中由于气体处于封闭状态，其内部气压的变化必将对土体的行为产生影响。首先，对高饱和度非饱和土特性进行探讨和研究，随后，在已有非饱和土模型框架基础上，采用广义有效应力原理，建立一个适用于高饱和度条件下的非饱和土的弹塑性本构模型。模型中引入气相耗散的影响，在硬化方程中考虑封闭气体压力改变的影响。最后，利用已有的试验结果来对模型进行验证，并将模型预测结果与前人模型进行对比，表明模型预测可以很好地预测土体的行为，尤其是在高饱和度条件下其结果比其他模型更加接近实际情况。

关键词: 高饱和度, 封闭气体, 本构模型, 非饱和土, 广义有效应力原理

Abstract: In unsaturated soils with high saturation, gas phase is disconnected, and the occluded gas pressure may change and affect the soil behavior. The properties of unsaturated soils with high saturation are first discussed; and then a constitutive model is developed within an existing constitutive framework of unsaturated soils by using the principle of generalized effective stress. This model takes into account the effect of gas diffusion, with a hardening law accounting for the effect of occluded gas pressure change. To validate the new model, the modeling results are compared with the experimental results available in the literature and the simulated results of existing models. It is shown that this model performs better than existing models, especially for the unsaturated soils at high saturation.

Key words: high saturation, occluded gas, constitutive model, unsaturated soils, principle of generalized effective stress

中图分类号:

TU 443

刘艳，韦昌富，赵成刚，房倩 . 一个高饱和度非饱和土的本构模型[J]. , 2013, 34(8): 2189-2194.

LIU Yan , WEI Chang-fu , ZHAO Cheng-gang , FANG Qian . A constitutive model of unsaturated soils with high saturation[J]. , 2013, 34(8): 2189-2194.

参考文献

相关文章 15

[1]	金青, 王艺霖, 崔新壮, 王成军 , 张珂, 刘正银, . 拉拔作用下土工合成材料在风化料-废弃轮胎橡胶颗粒轻质土中的变形行为研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 408-418.
[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]	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.
[6]	何鹏飞, 马巍, 穆彦虎, 黄永庭, 董建华, . 黄土−砂浆块界面剪切特性试验及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 82-90.
[7]	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.
[8]	刘斯宏, 沈超敏, 毛航宇, 孙屹. 堆石料状态相关弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2891-2898.
[9]	张超, 杨期君, 曹文贵. 考虑峰值后区应力跌落速率的脆岩损伤本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3099-3106.
[10]	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.
[11]	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.
[12]	张凌凯, 王睿, 张建民, 唐新军, . 考虑颗粒破碎效应的堆石料静动力本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2547-2554.
[13]	周凤玺, 高国耀, . 非饱和土中热−湿−盐耦合作用的稳态分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2050-2058.
[14]	汪俊敏, 熊勇林, 杨骐莱, 桑琴扬, 黄强. 不饱和土动弹塑性本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2323-2331.
[15]	汪杰, 宋卫东, 谭玉叶, 付建新, 曹帅, . 水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1731-1739.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed