岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (8): 2233-2240.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1774

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

含气软黏土的不排水抗剪强度计算模型

郑威威1，洪义1, 2，王立忠1, 2   

  1. 1. 浙江大学 建筑工程学院，浙江 杭州 310058；2. 浙江大学 海南研究院，海南 三亚 572025
  • 收稿日期:2021-10-21 修回日期:2022-01-16 出版日期:2022-08-11 发布日期:2022-08-19
  • 通讯作者: 洪义，男，1985年生，博士，教授，主要从事海洋土力学、海洋岩土工程和滨海城市地下空间开发等方面的教学和科研工作。 E-mail: yi_hong@zju.edu.cn E-mail: zww15827538075@163.com
  • 作者简介:郑威威，男，1996年生，硕士研究生，主要从事海洋岩土工程等方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划（No. 2018YFE0109500）；国家自然科学基金（No. 52122906，No. 51779221，No. 51939010）；浙江省自然科学基金（No. LHZ20E090001）

Calculation model of undrained shear strength of gassy soft soil

ZHENG Wei-wei1, HONG Yi1, 2, WANG Li-zhong1, 2   

  1. 1. College of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, China; 2. Hainan Institute of Zhejiang University, Sanya, Hainan 572025, China
  • Received:2021-10-21 Revised:2022-01-16 Online:2022-08-11 Published:2022-08-19
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key Research and Development Program Project (2018YFE0109500), the National Natural Science Foundation of China (52122906, 51779221, 51939010) and the Natural Science Foundation of Zhejiang Province (LHZ20E090001).

PDF (Chinese)

153

摘要： 含气软黏土广泛分布在世界五大洲，大量离散气泡的存在对软黏土的不排水抗剪强度具有强化或损伤作用，然而目前仍缺乏能综合考虑气相强化与气相损伤竞争机制的含气土不排水剪切强度解析表达式。结合临界状态土力学理论，基于笔者提出的含气土屈服函数，建立了v -lnp ¢ 空间下临界状态线截距与土体含气特性( u w 0,y 0)的数学关系，进而推导了含气软黏土在三轴应力状态下不排水抗剪强度 s u 的理论显式表达式。同时，采用所提出的含气软黏土不排水抗剪强度理论计算公式，分别对比了3种典型的含气软黏土在不同含气特性下的不排水抗剪强度理论预测与试验结果，包括马来西亚高岭土、Combwich 黏土和高岭黏土。另外，对比分析了4种不同的含气软黏土不排水抗剪强度理论计算模型的预测误差百分比，证明了提出的基于改进的含气软黏土本构模型的不排水抗剪强度理论计算式的合理性，能够更加准确地同时考虑含气软黏土的气相强化与气相损伤双重效应。

关键词: 含气软黏土, 不排水抗剪强度, 屈服函数, 气相效应

Abstract:

Gassy soft soil is widely distributed in five continents in the world. The existence of a large number of discrete bubbles can strengthen or damage the undrained shear strength of soft soil. However, there is still a lack of analytical expression for undrained shear strength of gassy soil, which can comprehensively consider the competition mechanism between gas-phase strengthening and gas-phase damage. Combined with the theory of critical state soil mechanics and based on the yield function of gassy soil proposed by the author, this paper established the mathematical relationship between the intercept of critical state line and the gassy characteristics (u w 0,y 0)  of soil in the  v-lnp¢  space, and then deduced the theoretical expression of undrained shear strength su of gassy soft soil in triaxial stress state. At the same time, using the deduced theoretical calculation formula of undrained shear strength of gassy soft soil, this paper compared the theoretical predictions and test results of undrained shear strength for three kinds of typical gassy soft soil under different gassy characteristics, including Malaysian kaolin silt, Combwich mud and kaolin clay. In addition, this study analyzed the predicted error percentage of four different theoretical calculation models for undrained shear strength of gassy soft soil, proving the rationality of the theoretical calculation formula of undrained shear strength based on the improved constitutive model of gassy soft soil. The proposed model can more accurately consider the dual effects of gas phase strengthening and gas phase damage of gassy soft soil simultaneously.

Key words: gassy soft soil, undrained shear strength, yield function, gas phase effect

中图分类号: 

  • TU 473
[1] 肖涵, 董超强, 章荣军, 陆展, 郑俊杰. 生石灰对理化复合法处理淤泥浆效率的影响研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 214-222.
[2] 杨洲, 程晓辉, 麻强, 刘伟, 谢庄子, . 高填方地基不排水稳定性分析强度指标研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 218-226.
[3] 王斌, 韩幽铭, 周欣, 陈成, 张先伟, 桂蕾, . 太湖湖相黏土层剪切模量衰减特性的 原位测试研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 2031-2040.
[4] 詹良通, 孙倩倩, 郭晓刚, 陈锐, 陈云敏, . 花岗岩风化料弃土快速堆填过程中 不排水抗剪强度评估[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 50-58.
[5] 瑜璐, 杨庆, 杨钢, 张金利. 塑性极限分析鱼雷锚锚尖贯入阻力[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1953-1962.
[6] 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.
[7] 邱 敏, 袁 青, 李长俊, 肖超超, . 基于孔穴扩张理论的黏土不排水抗剪强度 计算方法对比研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1059-1066.
[8] 周建, 蔡露, 罗凌晖, 应宏伟, . 各向异性软土基坑抗隆起稳定极限平衡分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4848-4856.
[9] 周兴涛，盛 谦，崔 臻，朱泽奇，胡之锋，马亚丽娜, . 基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown强度准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法[J]. , 2018, 39(S1): 477-487.
[10] 蒋水华，曾绍慧，杨建华，姚 池，黄劲松，周创兵,. 不排水抗剪强度非平稳随机场模拟及边坡可靠度分析[J]. , 2018, 39(3): 1071-1081.
[11] 王 进，朱泽奇，陈 健，付晓东，房 强, . 海相沉积软土的自钻式旁压试验及原位力学特性[J]. , 2017, 38(S1): 195-202.
[12] 刘美麟，房 倩，张顶立，侯艳娟. 深基坑内撑式支护结构综合刚度研究[J]. , 2017, 38(7): 2059-2064.
[13] 郭小青 ，朱 斌 ，刘晋超 ，熊 根 ，黄根清 , . 珠江口海洋软土不排水抗剪强度及循环弱化特性试验研究[J]. , 2016, 37(4): 1005-1012.
[14] 崔宏环 ，刘建坤 ，张立群 ，田亚护 , . 考虑冻融循环的季冻区高等级公路路基填土本构模型研究[J]. , 2015, 36(8): 2228-2236.
[15] 曹宇春，杨建辉. 基于有效固结应力法确定结构性黏性土不排水抗剪强度[J]. , 2013, 34(11): 3085-3090.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平，侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵，冯夏庭，陈炳瑞，江 权，张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲，门玉明，彭建兵，黄强兵，刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟，何益斌，刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超，冯夏庭，陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆，齐清兰，魏静，霍倩，周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊，姜永东，鲜学福，罗 云，张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强，杨仕教，任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发