基于割线模量法的黄土增湿变形本构关系研究

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1、第25卷第3期岩石力学与工程学报Vol.25No.32006年3月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringMarch，2006基于割线模量法的黄土增湿变形本构关系研究122张茂花，谢永利，刘保健(1.东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150040；2.长安大学公路学院，陕西西安710064)摘要：分别采用单线法和双线法对原状Q3黄土进行增(减)湿情况下的单轴压缩试验，并利用割线模量法对试验结果进行对比分析。研究结果表明，无论是双线法还是单线法，同一初

2、始含水量下未浸水试样和浸水试样的割线模量与压力关系曲线的斜率虽然存在一定差异，但两者差值都很小，所以可认为两者的割线模量与压力关系曲线平行；割线模量差与初始含水量的关系曲线按指数形式进行拟合比较合理。关键词：土力学；湿陷性黄土；增(减)湿变形；单线法；双线法；割线模量法；本构关系中图分类号：TU411文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)03–0609–09STUDYONCONSTITUTIVERELATIONOFLOESSMOISTENINGDEFORMATIONBASEDONSE

3、CANT-MODULUSMETHOD122ZHANGMao-hua，XIEYong-li，LIUBao-jian(1.SchoolofCivilEngineering，NortheastForestryUniversity，Harbin，Heilongjiang150040，China；2.HighwayCollege，Chang′anUniversity，Xi′an，Shaanxi710064，China)Abstract：Single-linemethodanddouble-linemethod

4、areadoptedrespectivelytocarryoutuniaxialcompressiontestsonundisturbedloess(Q3)inthecaseofmoisteningordemoistening.Byemployingsecant-modulusmethod，theexperimentalresultsfromtwomethodsareanalyzed.Itindicatedthat，whetherdouble-linemethodorsingle-linemetho

5、d，therelationcurvesbetweensecantmodulusandpressureforunsoakedsamplesandsoakedsamplesunderthesameinitialmoisturecontentcanbeconsideredasparallel，althoughthereisalittledifferencebetweentheslopesofthetwocurves.Itisreasonabletofittherelationcurvebetweensec

6、ant-modulusdifferenceandpressurebyusingexponentialform.Keywords：soilmechanics；collapsibleloess；moistening(demoistening)deformation；single-linemethod；double-linemethod；secant-modulusmethod；constitutiverelation十分重要。1引言本构关系不只限于应力–应变关系，还包括温度、时间、应变率、变形历史以及物

7、质微观结构对在我国西北地区和黄河中游地区覆盖着大面积[3]变形的影响。对于黄土的湿陷问题，本构关系还的黄土，由于特定的生成环境，使其具有一系列内与湿度(含水量或饱和度)的变化有关。因为黄土的部物质成分和外部形态特征，结构特性非常独特，湿陷变形是力与水对土共同作用的结果，其大小必正是这种结构特性决定了黄土具有欠压密性和不同然与应力状态和含水量密切相关。[1，2]程度的湿陷性。湿陷性黄土的危害主要来源于关于黄土湿陷的本构关系和模型，前人曾进行[3～8]其湿陷性质，因此深入研究其湿陷变形的本构关系过不少研

8、究，但这些本构关系或模型大多考虑收稿日期：2004–10–20；修回日期：2005–01–31基金项目：国家自然科学基金资助项目(598780401)作者简介：张茂花(1977–)，女，1999年毕业于烟台大学建筑工程专业，现为博士研究生、讲师，主要从事岩土工程及智能混凝土方面的教学与研究工作。E-mail：zmh7716@hit.edu.cn。•610•岩石力学与工程学报2006年的是充分浸水饱和后的最终湿陷变形，没有将力和线(εi=Δhi/h0)的形状与双曲线十分