用修正剑桥模型研究超固结土变形特性.pdfVIP

水 利 学 报 年 月 第 卷 第 期 文章编号 用修正剑桥模型研究超固结土的变形特性 徐连民 祁德庆 高云开 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室 湖北宜昌 同济大学土木工程学院 上海 摘要 在原有的塑性体积应变状态量外 对修正剑桥模型的屈服函数引入描述超固结黏土变形和强度特性的状态 量 以进一步改进修正的剑桥模型以应用于超固结土的变形特性研究 并给出该状态量的演化规则 通过对各种 不同超固结比的三轴压缩和伸长剪切试验结果的验证表明 本文改进的三维修正剑桥模型能合理地反映不同超固 结比黏土在三轴压缩和伸长条件下的变形及强度特性 同时 本文预测结果和中井子负荷面模型的预测结果基本 一致 关键词 修正剑桥模型 子负荷面模型 土的变形和强度 超固结土 中图分类号 文献标识码 年 等 发现了散粒体材料在孔隙比平均有效应力 剪应力的三维空间里存在状态面 的事实 年 提出了著名的剑桥模型 年 形成了以状态面理论为基础的剑桥模型的完整理 论体系 此后剑桥模型经历了两次主要的修正 其一是用光滑的椭圆型屈服函数代替原始剑桥模型 一阶导数不连续的屈服函数 其二是采用更加合理的强度准则代替剑桥模型所用的强度准则 文献 用松冈 中井准则 替代了剑桥模型所用的扩张 准则 分别将修正剑桥模型用于正常固结 黏土和非饱和土的研究 明显提高了修正剑桥模型在各种应力路径下的预测能力 本文进一步尝试用 必威体育精装版三维修正剑桥模型 研究超固结土的变形和强度特性 根据文献 所用的方法将土的超固 结比引入到修正剑桥模型中 将超固结比作为屈服函数的一个状态量 再通过这个状态量的演化来反映 超固结土的变形和强度特性的变化规律 经过这样扩展后的三维修正剑桥模型不仅可以模拟正常固结 土的体积剪缩特性 而且还可以模拟三轴压缩和伸长条件下超固结土的体积剪胀特性 而本构模型仅增 加一个和超固结比有关的材料参数 最后 采用超固结比 分别等于 的藤森黏土在平均有效应力一定条件下的三轴压缩和伸长试验结果验证三维修正剑桥模型在各种应 力路径下对超固结黏土的变形和强度预测能力 中井的子负荷面模型的预测结果进行比较 修正剑桥模型 修正剑桥模型也是建立在状态面理论基础上的 其所用强度理论为扩张 准则 但是 大量的 研究结果 表明 一般的岩土材料并不服从扩张 准则 文献 通过应力变换的方法 将 应力空间中的松冈 中井准则 如图 变换到 应力空间中 使变换后的松冈 中井准则 准则 在 的主应力空间中具有和剑桥模型的广义 准则一样的形状 从而 可以使 准则和修正的剑桥 模型有机地融为一体 这种通过应力变换方法得到的融合修正剑桥模型称为 修正剑桥模型 文献 所用的应力空间变换关系为 收稿日期 基金项目 国家自然科学基金资助项目 作者简介 徐连民 男 浙江东阳人 博士 教授 主要从事岩土本构理论及其应用研究 式中 为变换应力张量 为第一应力不变量 为偏差应力张量 为平均应力 为单位张量 可以写成 ? 其中 和 分别为 个应力不变量 因此 修正剑桥模型在 应力空间中的屈服函数可以表示为 图 松冈 中井准则在不同应力 空间 面 中的形状 式中 和