岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3): 869-881.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0258CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0258
张彬1,邵帅1,邵生俊1, 2,齐磊3,王泽驰1,赵梓君1
ZHANG Bin1, SHAO Shuai1, SHAO Sheng-jun1, 2, QI Lei3, WANG Ze-chi1, ZHAO Zi-jun1
摘要: 为研究不同应力路径下黄土的变形特性,采用双向三轴仪进行等q(q为偏应力)压缩试验、等p(p为球应力)剪切试验和等应力比试验,系统分析了球应力和偏应力对体应变和剪应变的交叉影响机制。试验结果表明,球应力不仅产生体应变,也因各向异性导致径向应变大于轴向应变(约5.79倍),产生负的剪应变;偏应力产生剪应变的同时也会伴随约1%~3%的剪缩体变。这表明黄土的变形受球应力和偏应力共同支配,形成p-vp、q-vq、p-sp、q-sq(vp、vq和sp、sq分别为球应力、偏应力引起的体应变和剪应变)4类交叉应力−应变关系。鉴于传统模型难以描述此类交叉关系,在K-G模型(K为体积模量,G为剪切模量)框架基础上拓展,在原有体积模量Kt和剪切模量Gt的基础上增加了交叉模量J1和J2,分别量化偏应力引起的体应变和球应力引起的剪应变,并引入应力比硬化系数,构建了能够反映黄土各向异性和剪缩特性的四模量增量非线性本构模型。通过求解模型参数并与试验数据进行对比,验证了该模型在不同加载路径下预测黄土力学响应的准确性。研究成果为深入理解黄土的力学行为及其工程应用提供了新的方法和理论依据。
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