岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (4): 1207-1218.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0329CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0329
翁效林1,李铉聪1,姬国强2,许江波1,叶珊杉1,温博1
WENG Xiao-lin1, LI Xuan-cong1, JI Guo-qiang2, XU Jiang-bo1, YE Shan-shan1, WEN Bo1
摘要: 结构性黏土由于特殊的胶结结构与颗粒空间排列形态,表现出与重塑土截然不同的工程特性。通过分析结构性黏土等向压缩过程中的结构演化特点,提出了一种基于屈服应力的结构演化规律数学模型。模型将屈服应力直接作为表征初始结构性的参数,避免引入额外初始结构性参数。通过分析结构性黏土压缩曲线建立了结构演化指标与屈服应力之间的关系,并引入了受塑性体应变和塑性偏应变共同影响的结构演化机制。在此基础上,将该结构演化模型引入统一硬化模型框架,建立了综合考虑初始状态与结构演化的弹塑性本构模型。除修正剑桥模型的参数外,该结构性模型仅需4个额外参数,且均可通过常规物理力学试验获得。通过模拟某假设土的压缩及剪切过程,对模型的预测能力进行验证。结果显示模型能够准确描述压实结构性黏土的非线性体积压缩,剪切导致的偏应力峰值及应变软化,以及结构随塑性体应变及塑性偏应变的演化等力学特性。通过与泾阳黄土等多种结构性土在不同应力路径下的试验数据对比,验证了模型的适用性与合理性。研究结果为理解压实结构性土体的力学行为提供了新的理论视角,对结构性黏土地区的工程实践具有指导意义。
中图分类号: TU 431| [1] | 杨贵, 张宇, 孙逸飞, 兰宜兵. 高聚物堆石料的应力分数阶塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2026, 47(4): 1251-1261. |
| [2] | 乔雅晴, 时振昊, 黄茂松, 张中杰, 王浩然. 基于颗粒间应变的黏土小应变弹塑性本构模型及开挖响应分析[J]. 岩土力学, 2026, 47(3): 929-938. |
| [3] | 赵凯, 马洪岭, 施锡林, 李银平, 杨春和, . 基于蠕变疲劳本构模型的压气蓄能盐穴长期稳定性评估[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 1-12. |
| [4] | 侯克鹏, 江帆, 张超, 龚晶汉, . 土石混合体−基岩接触面剪切的基覆面形态效应[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 271-284. |
| [5] | 屈俊童, 时启壮, 郭颖杰, 张 翔, 刘 熠, 蒋德阳. 冻融循环作用下冰碛土力学特性及损伤机制研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2859-2872. |
| [6] | 杨爱武, 程姝晓, 梁振振, 华谦谦, 杨少朋. 高含水率吹填土大变形固结与流变叠加效应研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 1977-1987. |
| [7] | 都海龙, 金爱兵, 秦文静, 商瑞豪, 王传江, 马赛, . 单轴压缩下水泥注浆煤岩力学性能及损伤特征研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1521-1533. |
| [8] | 王桂林, 王力, 王润秋, 任甲山, . 干湿循环后贯通型锯齿状红砂岩节理面剪切本构模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 706-720. |
| [9] | 张春顺, 林正鸿, 杨典森, 陈嘉瑞, . 考虑初始级配影响的粗粒土非线性弹性模型研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 750-760. |
| [10] | 武孝天, 姚仰平, 魏然, 崔文杰. 基于统一硬化模型的隧道施工引发土体变形数值模拟[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 1013-1024. |
| [11] | 童森杰, 黄茂松, 时振昊, 王滨. 砂土全应变范围非线性特性对贯入大变形问题的影响分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(12): 3707-3714. |
| [12] | 杨楠, 邓亚虹, 刘雪娅, 慕焕东. 黄土蠕变变形特征及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(12): 3797-3810. |
| [13] | 耿潇威, 陈成, 孙中华, 黎伟, 王勇, 徐梦冰, 余颂, . 基于广义位势理论的考虑组构各向异性的砂土本构模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(10): 3175-3186. |
| [14] | 杨科, 于祥, 何祥, 侯永强, 张连富, . 不同含水状态矸石胶结充填体能量演化与损伤特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 26-42. |
| [15] | 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. |
|
||