天然软黏土屈服特性及主应力轴旋转效应的本构模拟

摘要：

为合理模拟主应力轴旋转等复杂加载应力状态,对已有的结构性黏土的各向异性边界面模型中屈服面在π平面上的形状函数M（θ）进行修正,使其适用范围更加广泛,并将模型由三轴应力空间拓展到一般的三维应力空间。通过对天然沉积上海软黏土的一维压缩试验、等压及偏压固结三轴不排水剪切试验、一系列K0固结三轴排水应力路径试验以及不同中主应力系数和主应力轴旋转角度下的空心圆柱不排水剪切试验,对上海软黏土的屈服特性和主应力轴旋转效应进行了系统的研究。试验研究表明天然沉积的上海软黏土具有明显的结构屈服特性和塑性各向异性,初始状态边界面在p′q平面上呈并非以K0线为对称轴的倾斜椭圆形状,临界应力比随中主应力系数的增大而减小,验证了模型中所用的三维边界面方程的合理性;主应力轴旋转对天然沉积软黏土的应力应变关系及强度均有着重要的影响。通过天然沉积上海软黏土等压及偏压固结不排水三轴试验结果对模型参数进行标定,并对应力路径三轴排水试验以及主应力方向旋转的空心圆柱剪切试验结果进行计算,初步验证了拓展后模型在模拟复杂加载路径及主应力轴旋转效应的合理性和有效性。

关键词：软黏土、屈服、结构性、各向异性、主应力旋转、边界面模型

所属期刊栏目：33

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目50778132;国家杰出青年科学基金项目50825803

在线出版日期：2012-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1667-1675