›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (1): 112-122.doi: 10.16285/j.rsm.2017.0482

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

胶结结构性土统一硬化模型

祝恩阳1, 2,李晓强2   

  1. 1. 北京航空航天大学 航空科学与工程学院,北京 100191;2. 北方工业大学 土木工程学院,北京 100144
  • 收稿日期:2017-03-19 出版日期:2018-01-10 发布日期:2018-06-06
  • 作者简介:祝恩阳,男,1983年生,讲师,博士,主要从事岩土本构理论的教学和科研工作

A unified hardening model considering bonding in structured soils

ZHU En-yang1, 2, LI Xiao-qiang2   

  1. 1. School of Aeronautic Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China; 2. School of Civil Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China
  • Received:2017-03-19 Online:2018-01-10 Published:2018-06-06

摘要: 结构性土颗粒间的胶结使试样剪切破坏最终应力比高于相应重塑土,也限制了试样剪切时体积应变的自由发挥。在考虑结构垮塌为主的结构性土统一硬化(UH)模型基础上,将应力空间中静止的临界状态线扩展为动态的移动临界状态线。据此,通过建立新的屈服面方程并修正剪胀方程,将结构性土统一硬化(UH)模型扩展为胶结结构性土统一硬化(UH)模型。相对于原模型,新模型增加了1个模型参数,即初始胶结应力,反映土颗粒之间的初始胶结作用。通过4种结构性土试验数据与模型预测对照表明:所提模型能够较合理地描述结构性土等向压缩、常规三轴排水与不排水剪切等特性。

关键词: 结构性土, 胶结, 移动临界状态线, 本构模型, 统一硬化模型

Abstract: Structured soils with interparticle bonding have higher shearing ultimate stress ratio and less free dilatancy than the corresponding reconstituted soils. To overcome this defect, a moving critical state line (MCSL) in stress space is presented based on the structured unified hardening (UH) model mainly considering soil structure collapse. By developing new yield functions and modifying dilatancy equation, the structured UH model is extended to be applicable for bonding structured soil. In stress space, MCSL parallels to the traditional static critical state line (CSL) and moves toward the CSL as structure decays. The extended model adds 1 new parameter, namely the initial bonding stress, to describe initial bond between particles. Comparisons between test data and predictions of 4 structured soils indicate that the extended model is qualified in describing the behaviors of the bonding structured soils in isotropic compression, drained and undrained triaxial compression.

Key words: structured soil, bonding, moving critical state line, constitutive model, unified hardening (UH) model

中图分类号: 

  • TU 411

[1] 孟庆彬, 王杰, 韩立军, 孙稳, 乔卫国, 王刚, . 极弱胶结岩石物理力学特性及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 19-29.
[2] 王翔南, 郝青硕, 喻葭临, 于玉贞, 吕禾. 基于扩展有限元法的大坝面板脱空三维模拟分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 329-336.
[3] 高玮, 胡承杰, 贺天阳, 陈新, 周聪, 崔爽, . 基于统计强度理论的破裂岩体本构模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2179-2188.
[4] 朱剑锋, 徐日庆, 罗战友, 潘斌杰, 饶春义, . 考虑固化剂掺量影响的镁质水泥固化土 非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2224-2232.
[5] 孟庆彬, 钱唯, 韩立军, 蔚立元, 王丛凯, 周星, . 极弱胶结岩体再生结构的形成机制 与力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 799-812.
[6] 杨高升, 白冰, 姚晓亮, . 高含冰量冻土路基融化固结规律研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 1010-1018.
[7] 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.
[8] 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.
[9] 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.
[10] 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.
[11] 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.
[12] 刘波, 马永君, 盛海龙, 常雅儒, 于俊杰, 贾帅龙, . 白垩系红砂岩冻结融化后的力学性质试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 161-171.
[13] 旷杜敏, 龙志林, 周益春, 闫超萍, 陈佳敏, . 基于BP神经网络的岩土胶结材料速率敏感 效应预测研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 390-399.
[14] 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.
[15] 程爱平, 张玉山, 戴顺意, 董福松, 曾文旭, 李丹峰, . 单轴压缩胶结充填体声发射参数 时空演化规律及破裂预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2965-2974.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!