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《针对非饱和膨胀土的结构损伤模型及其在边坡三相多场耦合问题分析中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、中国力学学会学术大会2005(CCTAM2005)非饱和膨胀土的结构损伤模型及其在边坡三相多*场耦合问题分析中的应用陈正汉卢再华周海清郭剑峰(解放军后勤工程学院，重庆400041)针对原状膨胀土对气候变化反映敏感的特点和其具有胀缩性、裂隙性、超固结性等力学特性，以非饱和土力学和损伤力学为基础，建立了一个非饱和膨胀土的弹塑性损伤本构模型及相应的固结模型。把原状膨胀土看成是由未损部分和损伤部分的复合体，未损部分用非饱和土的非线性本构关系描述，损伤部分用损伤演化方程和两个屈服面（即，加载屈服面LY和剪切屈服面SY）描述。其中的损伤演化方程包括加载引起的损伤和干湿循环引起的损
2、伤两个方面，用作者研制的CT-三轴试验确定。该本构模型不仅能反映应力和吸力的影响，还能考虑膨胀土的裂隙性、结构损伤演化、湿胀干缩变形、超固结、软化和剪胀特性。进而把该本构模型引入非饱和土固结理论，得到了非饱和膨胀土的弹塑性损伤固结模型。设计了相应的有限元程序UESEPDC；对非饱和膨胀土边坡进行了三相多场耦合问题的数值分析。分析分为4个阶段：①边坡开挖前的降雨和蒸发；②边坡开挖完工瞬时；③边坡开挖完工三天时；④边坡开挖完工后经历4次降雨-蒸发循环。得到了边坡在每一分析阶段的应力场、位移场、孔隙水压力场、孔隙气压力场、含水量场、基质吸力场、结构损伤演化场和塑性区扩展的动
3、态图，较好地揭示了膨胀土边坡在开挖和气候变化条件下逐渐发生失稳滑动的现象及其机理。本文的工作为进行非饱和膨胀土边坡的三相多场耦合问题的数值分析、动态模拟膨胀土边坡从稳定到失稳的全过程、弄清在气候变化条件下固液气三相的运动规律及各状态量的变化规律、揭示土坡失稳机理提供了理论基础和研究途径。非饱和土力学的基本理论与数值解法黄茂松贾苍琴（同济大学地下建筑与工程系，上海200092）*国家自然科学基金资助课题（10372115）中国学术会议在线www.meeting.edu.cn1中国力学学会学术大会2005(CCTAM2005)孔隙气体处于大气压力状态的假设目前在岩土工程的
4、非饱和土分析中广泛采用，在这个假设前提下，国内外学者分别基[1-2]于Fredlund的双应力状态变量理论和Bishop的有效应力原理提出了形式不同的非饱和土固结方程。本文首先对这些不同[3-9]形式的非饱和土力学的基本方程进行分析对比，提出了一些初步的见解。然后对非饱和土的本构模型方面的最新研究进展，[8-9][7][10-11]包括本构模型的热力学分析、滞水特性（hydraulichysteresis）以及材料状态相关（state-dependent）非饱和土本构理论[12-13]等进行了讨论。最后对非饱和土固结的有限单元分析方法以及非饱和土应变局部化方面的研究现
5、状，包括分步时域算法、[13][14-15]自适应网格技术以及考虑非饱和非稳定渗流土坡稳定分析的强度折减技术，作一些介绍并指出今后的研究方向。参考文献：[1]BishopAW,BlightGE.Someaspectsofeffectivestressinsaturatedandpartlysaturatedsoils.Geotechnique,1963,13:177-197.[2]FredlundDG,MorgensternNR.Stressstatevariablesforunsaturatedsoils.J.GeotechEngngDiv,ASCE,1977,10
6、3(5):447-466.[3]AlonsoEE,GensA,JosaA.Aconstitutivemodelforpartlysaturatedsoils.Geotechnique,1990,40(3):405–430.[4]WheelerSJ,SivakumarV.Anelasto-plasticcriticalstateframeworkforunsaturatedsoil.Geotechnique,1995,45(1):35–53.[5]CuiYJ,DelageP.Yieldingandplasticbehaviourofanunsaturatedcompac
7、tedsilt.Geotechnique,1996,46(2):291–311.[6]BolzonG,SchreflerBA,ZienkiewiczOC.Elastoplasticsoilconstitutivelawsgeneralisedtopartiallysaturatedstates.Geotechnique,1996,46(2):279–289.[7]WheelerSJ,SharmaRS,BuissonMSR.Couplingofhydraulichysteresisandstress–strainbehaviourinunsaturat
