岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (8): 2665-2675.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0881CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0881
李林,张淼,李尧,段智博
LI Lin, ZHANG Miao, LI Yao, DUAN Zhi-bo
摘要: 黄土具有显著的大孔隙、水敏性和结构性等特殊性质,其力学行为受饱和度影响显著。围绕结构性黄土水-力耦合弹塑性行为的本构表征,以Bishop有效应力和饱和度为模型直接驱动变量,与之对应的土骨架应变和吸力作为共轭变量,考虑结构性随饱和度的变化,引入饱和度相关的屈服应力结构性参数与摩擦强度结构性参数,建立了结构性参数随塑性应变与饱和度的演化方程。以重塑饱和黄土屈服方程为基准,根据饱和度与屈服应力的关系在有效应力-饱和度空间构建了非饱和结构性黄土的LC(loading-collapse)屈服方程,采用体应变相关的土-水特征曲线描述黄土的水力行为,通过体应变与其力学行为相耦合,建立了非饱和黄土的水-力耦合弹塑性本构模型。模型共有14个参数,可通过常规非饱和三轴试验与等向固结试验标定。通过预测常吸力和常含水率条件下黄土压缩试验和剪切试验结果,与既有试验结果对比验证了模型的有效性。结果表明,模型可以较好地反映不同饱和度黄土的屈服强度,能够预测低围压条件下非饱和黄土的应变软化行为,合理描述了非饱和结构性黄土的水-力耦合行为,为黄土工程的变形与稳定性分析提供了基础理论支撑。
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