岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (9): 2816-2824.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0251CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0251
张淼1,李林1,郑瀚波1, 2,李盼盼2
ZHANG Miao1, LI Lin1, ZHENG Han-bo1, 2, LI Pan-pan2
摘要: 黄土由于特殊的成分和组构具有结构性和水敏性,其屈服应力、强度及变形等力学特性与饱和度和结构性紧密相关。考虑饱和度对黄土结构性强度的影响,引入与屈服应力、摩擦强度和黏聚力强度的结构性参数,建立了结构性参数与初始饱和度的函数关系,并根据剪切变形过程中黄土结构性退化特征,建立了结构性参数随塑性变形的演化方程。在此基础上,参考剑桥模型建立了结构性黄土的屈服函数,以屈服应力和结构性参数为硬化参数,采用相关联流动法则提出了考虑饱和度和结构性演化的黄土弹塑性本构模型,推导了模型的弹塑性本构矩阵。通过既有陕西省铜川市董家河镇Q3原状黄土的三轴固结排水试验数据,对不同围压以及不同饱和度下的应力−应变曲线进行了预测,验证了模型的合理性。结果表明,在低饱和度状态下,黄土具有较高的结构性强度,土体屈服后其强度衰减明显,表现出明显的应变软化特性。随着土体饱和度的增加,土体的结构性强度降低,对应屈服应力减小,土体的应力−应变曲线趋于平缓,表现出更多的塑性变形,软化特征逐渐不明显。模型合理考虑了黄土结构性与初始饱和度的关系,能够较好描述黄土在不同饱和度条件下的力学行为,并且能够反映黄土应变软化特征随饱和度的变化规律。
中图分类号: TU432| [1] | 李林, 季良, 叶飞, 李尧, . 非饱和原状结构性黄土水-力耦合弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2421-2433. |
| [2] | 徐卫卫, 谢遵党, 傅中志, 米占宽, . 粗粒土真三轴试验南水模型研究及工程应用[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2559-2572. |
| [3] | 雷舒羽, 曹净, 刘海明, 张兴文, 张柠锐. 工程碱性环境中泥炭土体结构性损伤试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2135-2146. |
| [4] | 富海鹰, 钟雨薇, 王孝文, 吴博涵, 袁冉, . 基于次加载面理论的砂土临界状态参数模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1788-1798. |
| [5] | 李林, 张等红, 张淼, 顾晓强, 徐龙飞, . 考虑水-力耦合的桩-非饱和黄土接触面荷载传递模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1343-1355. |
| [6] | 杨校辉, 赵子毅, 郭楠, 钱豹, 朱彦鹏, . 横观各向同性非饱和黄土蠕变特性及沉降预测[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1489-1500. |
| [7] | 王番, 郅彬, 刘恩龙, 王小婵, 邓博团, 李金华, 张辉, . 考虑局部胶结破损热力学行为的结构性黄土二元介质本构模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 97-109. |
| [8] | 祝恩阳, 陈玉堃. 考虑加载速率影响的结构性软黏土统一硬化模型[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 63-72. |
| [9] | 宋丽, 许领, 李杭州, 李伟, . 考虑中间主应力影响的非饱和黄土边坡抗滑桩间距研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 517-524. |
| [10] | 蒋明镜, 张卢丰, 韩亮, 姜朋明, . 基于符号回归算法的结构性砂土损伤规律研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3768-3778. |
| [11] | 刘德仁, 张转军, 王旭, 张艳丰, 安政山, 金芯, . 水蒸汽增湿重塑非饱和黄土地基现场应用参数研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 73-82. |
| [12] | 赵盛男, 霍玉龙, 汤斌. 湛江组结构性黏土触变性正交试验及其触变强度预测模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 197-205. |
| [13] | 高旭龙, 张豫川, 黄鸿伟, 刘东发, 刘智璠, . 考虑变形影响的黄土土-水特征及其滞后效应[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2350-2359. |
| [14] | 张俊然, 宋陈雨, 姜彤, 王俪锦, 赵金玓, 熊潭清. 非饱和黄土高吸力下的水力力学特性及微观结构分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2229-2237. |
| [15] | 李宏儒, 梁恒楠, . 不同胶结剂人工结构性黄土的力学特性差异研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1416-1424. |
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