岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3): 967-979.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0259CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0259
刘国冲1,田浩1,樊恒辉1, 2,孙增春1, 2, 3,孟敏强1, 2,任冠洲1, 2
LIU Guo-chong1, TIAN Hao1, FAN Heng-hui1, 2, SUN Zeng-chun1, 2, 3, MENG Min-qiang1, 2, REN Guan-zhou1, 2
摘要: 在能源地下结构、核废料处置储存、垃圾废料填埋等岩土工程建设过程中,土体与结构物间的热交换会导致土体的体积变形和剪切特性发生显著变化,建立合理的本构模型反映土体的热−力耦合特性具有重要意义。首先,基于热力学原理,引入一种新的耗散函数和自由能函数,推导出含有3个形状参数的屈服面方程;进一步考虑饱和黏土的热弹性应变、先期固结压力以及临界状态的热依赖行为,采用非相关联流动法则建立了饱和黏土的热−力耦合边界面本构模型;最后,通过等向升温−降温试验、温控三轴排水/不排水剪切试验对模型的预测能力进行了验证分析。结果表明:在0~95 ℃温度范围内,超固结比不大于12时,模型能够合理地反映饱和黏土的热−力耦合效应,温度影响下正常固结土的应变硬化和体积收缩以及超固结土的应变软化和剪胀等特性均得到了合理地描述。
中图分类号: TU431| [1] | 周波翰, 张文利, 王栋. 球形贯入仪预测超固结土强度的数值研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1303-1309. |
| [2] | 徐斌, 陈柯好, 庞锐, . 超固结黏土的剪胀方程及边界面模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 449-456. |
| [3] | 代仲海, 李裕成, 莫品强, 位鑫宇, 蔡国军. 基于静力触探数据的滨海黏土应力历史与强度特性解译研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(12): 3913-3923. |
| [4] | 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. |
| [5] | 石修松, 周高涨, 刘磊磊, . 基于非线性Hvorslev面的超固结土层隧道掌子面稳定性分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2595-2610. |
| [6] | 王立安, 余云燕, 任新, 陈辉, . 循环荷载作用下分数阶饱和黏土地基的动力固结分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(8): 2279-2289. |
| [7] | 柳伟, 徐长节, 杜昊东, 朱怀龙, 王长虹, . 基于修正统一硬化模型的超固结非饱和红黏土边坡稳定分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(4): 1233-1241. |
| [8] | 蒋济泽, 王成龙, 黄煜镔, 赵华, 陈志雄, . 竖向和水平组合荷载下能量桩单桩变形特性[J]. 岩土力学, 2024, 45(3): 788-796. |
| [9] | 江文豪, 冯晨, 李江山, . 考虑温度变化下三层复合衬垫中重金属污染物一维运移理论模型[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 417-432. |
| [10] | 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. |
| [11] | 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. |
| [12] | 汪明元, 孙吉主, 王勇, 杨洋, . 基于CPTu的状态相关边界面模型标定研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(11): 3280-3287. |
| [13] | 王宽君, 贾志远, 沈侃敏, 汤鄢. 台州滨海软黏土强度特性室内外联合标定[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2851-2859. |
| [14] | 何冠, 姚仰平. 统一硬化模型与下加载面模型的理论关系[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 11-22. |
| [15] | 袁俊平, 陈龙, 梁艳, 丁国权, 殷宗泽, . 对欠固结土的超固结比的探讨[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 85-94. |
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