• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
饱和软黄土力学特性的应力路径依存特性及其模拟
  • 15
  • 作者

    李世雄 张登飞 张小辉 陈汉江

  • 单位

    西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室机械工业勘察设计研究院有限公司

  • 摘要
    地下水位抬升形成的饱和软黄土,多呈软塑和流塑状态,具有高压缩性和低承载力的工程特性。开挖导致土体堆载、临空面的形成,引起土体周围应力变化,如:轴向加荷、轴向加荷-侧向卸荷、侧向卸荷,易产生突发性破坏,触发基坑坍塌、地基不均匀沉降或竖井涌泥等地质灾害。为此,模拟开挖过程中饱和软黄土经历的应力路径,开展不同固结应力状态下轴向加荷(增p)、轴向加荷-侧向卸荷(等p)、侧向卸荷(减p)的三轴应力路径剪切试验,研究饱和软黄土的应力应变、临界状态特性的应力路径依存性,进而构建考虑应力路径影响的应力应变模型。研究结果表明,应力路径对饱和软黄土的应力应变特性有明显的影响,在增p、等p、减p三种应力路径下,应力应变曲线由硬化型向软化型转变,且以临界状态下平均应力px接近于结构屈服应力为界;证实了不同应力路径下以偏应力与平均应力临界状态关系具有归一性特征;基于应力路径、临界状态与结构屈服应力三者之间的物理关系,构建了考虑应力路径影响的饱和软黄土修正复合幂–指数非线性模型,突破了硬化型与软化型应力应变曲线不能统一的局限,能较好地统一预测不同应力路径下饱和软黄土试验结果。
  • 关键词

    饱和软黄土应力路径力学特性本构模型

  • 文章目录


    1 研究方案
    1.1 试样制备与饱和
    1.2 试验方案及方法
    2 试验结果分析与讨论
    2.1 不同应力路径下饱和软黄土的应力应变特性
    2.2 应力路径与临界状态特性
    3 考虑应力路径影响的修正CPE模型
    3.1 复合幂–指数模型(CPE 模型)
    3.2 考虑应力路径影响的修正CPE模型
    4 预测能力
    4.1粉质黏土
    4.2硬塑性红黏土
    5 结论
  • 引用格式
    李世雄,张登飞,张小辉,等.饱和软黄土力学特性的应力路径依存特性及其模拟[J/OL].太原理工大学学报,1-16[2024-12-04].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1220.N.20241203.1723.006.html.
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