›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (S1): 1-8.doi: 10.16285/j.rsm.2015.S1.001

• 基础理论与实验研究 •    下一篇

超固结土热黏弹塑性本构关系

孔令明,姚仰平   

  1. 北京航空航天大学 交通科学与工程学院,北京 100191
  • 收稿日期:2015-03-31 出版日期:2015-07-11 发布日期:2018-06-14
  • 通讯作者: 姚仰平,男,1960年生,博士,教授,主要从事土的基本特性及其本构关系的研究。E-mail: ypyao@buaa.edu.cn E-mail: lm.kong@foxmail.com
  • 作者简介:孔令明,男,1988年生,博士研究生,主要从事黏土的弹黏塑性本构建模方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点基础研究发展计划(973计划)(No.2014CB047006);国家自然科学基金(No.11272031);北京市自然科学基金(No.8132042)。

Thermo-visco-elastoplastic constitutive relation for overconsolidated clay

KONG Ling-ming, YAO Yang-ping   

  1. School of Transportation Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
  • Received:2015-03-31 Online:2015-07-11 Published:2018-06-14

摘要: 热黏弹塑性本构模型是描述土在温度(热)和时间(黏)耦合作用下的应力-应变关系的本构模型。在一些新型岩土工程诸如高放核废料地质处置、地热资源开发与贮存的建设中,需要同时考虑温度和时间对土的影响,所以建立一个热黏弹塑性本构模型具有理论和实际意义。将温度变化对黏土体积和强度参数的影响引入笔者之前提出的超固结土等向应力-应变-时间关系,建立了一个等向应力条件下的应力-应变-时间-温度关系。随后,基于该关系推导了屈服面硬化定律,并将其与超固结土统一硬化模型的屈服方程和流动法则结合,建立了超固结土的热黏弹塑性本构模型。最后,使用新模型预测室内试验,证明新模型能够反映时间和温度对土体积、一维压缩曲线和前期固结压力的耦合影响。

关键词: 黏土, 时间, 温度, 超固结, 本构关系

Abstract: The thermo-visco-elasto-plastic constitutive model describe the stress-strain relationship of soil under the combined effect of temperature and time. In the construction of some new-type geotechnical engineering, such as nuclear waste disposal as well as geothermal extraction and storage, it is necessary to consider the influences of both temperature and time. Therefore, it is theoretically and practically meaningful to establish a thermo-visco-elastoplastic constitutive model. Firstly, an isotropic stress-strain-time- temperature relation is established by considering the temperature effect on clay volume and strength parameter into the isotropic stress-strain-time relation. Afterwards, hardening rules are deduced from the isotropic stress-strain-time-temperature relation. Through combining the hardening rules with the yield functions of the unified hardening constitutive model, a thermo-visco- elastoplastic constitutive model for overconsolidated clay is proposed. Finally, the proposed model is used to predict laboratory tests. The predicted results show that the proposed model can describe the combined effect of temperature and time on the clay volume, the isotropic compression curve and the preconsolidation pressure.

Key words: clay, time, temperature, overconsolidation, constitutive relation

中图分类号: 

  • TU 443
[1] 李江山, 江文豪, 冯晨, . 非等温分布条件下三层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移规律研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2717-2731.
[2] 曾召田, 崔哲旗, 孙德安, 姚志, 潘斌, . 南宁膨胀土持水性能的温度效应及微观机制[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2177-2185.
[3] 张建新, 马昌虎, 郎瑞卿, 孙立强, 杨爱武, 李迪, . 带围压冻融循环下滨海重塑软土力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1863-1874.
[4] 王智超, 彭乙芹, 秦云, 田英辉, 罗光财, . 基于统一屈服准则超固结土的应力诱导各向异性下负荷面模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1891-1900.
[5] 李博南, 符伟, 张雪冰, . 高温、高含冰量冻土中弹性波的传播特性[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1916-1924.
[6] 朱克文, 俞剑, 黄茂松, . 饱和黏土中抗拔桩上限承载力分析及土塞效应[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1995-2004.
[7] 李超, 莫品强, 李树忱, . 基于能量理论的球孔扩张大变形分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 2017-2027.
[8] 邱祥, 李锦鸿, 曾波, 付宏渊, 罗震宇, 陈镜丞, 刘忠伟, . 低应力条件下高液限红黏土湿化变形特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 2028-2040.
[9] 祁妍敏, 汪淼, 章定文, 林文丽, . 甲基叔丁基醚污染黏土的Archie电阻率模型修正方法[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1719-1728.
[10] 宋洋, 王宏帅, 李昂, 王鑫, 肖作明, 苑强, . 富水粉细砂层盾尾同步注浆浆液渗透-压密扩散机制研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1319-1329.
[11] 蔡博文, 金大龙, 李兴高, 袁大军, 陈健, 杨公标, . 盾构气压开舱条件下的泥膜闭气失效理论研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1395-1404.
[12] 张亮亮, 程桦, 姚直书, 王晓健, . 基于改进Knothe时间模型的地表最大沉降速度预测[J]. 岩土力学, 2023, 44(4): 1111-1119.
[13] 马书文, 卢谅, 王宗建, 王经天, 李蓝星, . 落石冲击下预应力加筋土路堤变形及荷载传递机制[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 799-809.
[14] 马恩临, 赖金星, 王立新, 汪珂, 雷升祥, 李储军, 邱军领. 基于控制区间牵引算法的地下施工变形预测[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 577-594.
[15] 李瑛, 刘岸军, 刘兴旺. 考虑假想基础宽度的基坑抗隆起稳定性[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2843-2850.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 魏 丽,柴寿喜,蔡宏洲,王晓燕,李 敏,石 茜. 麦秸秆加筋材料抗拉性能的实验研究[J]. , 2010, 31(1): 128 -132 .
[2] 黄庆享,张 沛,董爱菊. 浅埋煤层地表厚砂土层“拱梁”结构模型研究[J]. , 2009, 30(9): 2722 -2726 .
[3] 荆志东,刘俊新. 红层泥岩半刚性基床结构动态变形试验研究[J]. , 2010, 31(7): 2116 -2121 .
[4] 刘争宏,廖燕宏,张玉守. 罗安达砂物理力学性质初探[J]. , 2010, 31(S1): 121 -126 .
[5] 王登科,刘 建,尹光志,韦立德. 突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J]. , 2010, 31(11): 3469 -3474 .
[6] 樊恒辉,高建恩,吴普特,娄宗科. 水泥基土壤固化剂固化土的物理化学作用[J]. , 2010, 31(12): 3741 -3745 .
[7] 张成平,张顶立,骆建军,王梦恕,吴介普. 地铁车站下穿既有线隧道施工中的远程监测系统[J]. , 2009, 30(6): 1861 -1866 .
[8] 王 军,曹 平,李江腾,刘业科. 降雨入渗对流变介质隧道边坡稳定性的分析[J]. , 2009, 30(7): 2158 -2162 .
[9] 张 渊,万志军,康建荣3,赵阳升. 温度、三轴应力条件下砂岩渗透率阶段特征分析[J]. , 2011, 32(3): 677 -683 .
[10] 张雪婵 ,龚晓南 ,尹序源 ,赵玉勃. 杭州庆春路过江隧道江南工作井监测分析[J]. , 2011, 32(S1): 488 -0494 .