基于双参数屈服函数的黏土和砂土非正交单屈服面模型

摘要：

假定任意加载时刻土体的应力点始终位于下加载面上,并且基于临界状态土力学框架建立适用于黏土和砂土的非正交单屈服面模型.该模型具有形式简单且易于理解的优点,其所采用的硬化法则能够考虑应力水平和密度等因素对下加载面演化规律的影响,适用于超固结黏土和密砂应变软化和剪胀特性的理论描述.该硬化法则同时包含应力状态参量Ip和密度状态参量Ie,其中Ip可用于描述p-q平面当前有效平均主应力p与临界状态有效平均主应力p之间的相对位置;而Ie则用于描述e-lnp平面当前孔隙比e与临界状态孔隙比ecs之差.当土体由于剪切达到临界状态时,状态参量Ip和Ie均趋近于0.另一方面,该模型所采用的广义塑性势函数可以由一个与修正剑桥模型剪胀方程类似的高阶剪胀方程积分得到,其所包含的与土体剪胀特性有关的材料参数α可以由试验得到的剪胀曲线拟合得到.进一步引入材料参数δ,可以由广义塑性势函数得到适用于不同类型岩土材料的双参数屈服函数.调整δ的取值,可以分别得到相关联(δ=0)和非相关联(δ≠0)的塑性流动法则.土体的塑性流动方向m和加载方向n之间的偏差将随着δ§大而增大,此时应变矢量不再垂直于物理屈服面.该模型充分考虑了屈服面几何形状对模型计算结果的影响,将计算结果与黏土和砂土的试验结果进行对比分析,可以看出,该模型能够对黏土和砂土的力学特性进行统一的描述;此外,适当的调整屈服面的几何形状能够显著的提高模型的计算精度.

关键词：土力学、双参数屈服函数、黏土、砂土、状态参量、连续方程

所属期刊栏目：39

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;杰出青年科学基金;湖湘高层次人才聚集工程

在线出版日期：2020-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2319-2327