岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3): 929-938.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0253CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0253
乔雅晴1, 2,时振昊1, 2,黄茂松1, 2,张中杰3,王浩然3
QIAO Ya-qing1, 2, SHI Zhen-hao1, 2, HUANG Mao-song1, 2, ZHANG Zhong-jie3, WANG Hao-ran3
摘要: 软黏土在非常小应变下具有高初始刚度,其刚度随应变增加非线性衰减,且衰减关系依赖于前期应力历史。上述黏土小应变刚度特性对地下开挖施工诱发环境变形具有重要影响。结合颗粒间应变(intergranular-strain,简称IGS)弹性模型和临界状态各向异性边界面模型,建立了考虑黏土小应变刚度特性的有效应力弹塑性本构模型。该模型通过IGS记忆土体变形历史,利用IGS与应变增量转角表征应力方向改变,并结合路径相关的刚度演化方程,实现了应力路径相关的小应变刚度演化模拟。研究进一步给出了IGS模型和Overlay模型(即广泛使用的HS-Small模型中小应变模型)的参数换算关系,开展了IGS与Overlay模型的对比分析。通过基坑开挖环境变形案例,开展了IGS模型针对边值问题的应用及验证。结果表明:(1)IGS模型可以合理反映前期应力历史对黏土小应变刚度的影响及开挖导致的地层变形;(2)当前期应力历史幅值较小时,IGS和Overlay模型均能较好地反映前期历史对小应变刚度衰减关系的影响;(3)随着前期应力历史幅值增大,Overlay模型可以低估与前期历史之间转角较小的应力路径下小应变刚度。
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