A plasticity constitutive model for unsaturated,anisotropic, nonexpansive soils     

Panagiotis Sitarenios  Michael Kavvadas 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(4):435-454

The paper describes and evaluates an incremental plasticity constitutive model for unsaturated, anisotropic, nonexpansive soils (CMUA). It is based on the modified Cam-Clay (MCC) model for saturated soils and enhances it by introducing anisotropy (via rotation of the MCC yield surface) and an unsaturated compressibility framework describing a double dependence of compressibility on suction and on the degree of saturation of macroporosity. As the anisotropic and unsaturated features can be activated independently, the model is downwards compatible with the MCC model. The CMUA model can simulate effectively: the dependence of compressibility on the level of developed anisotropy, uniqueness of critical state independent of the initial anisotropy, an evolving compressibility during constant suction compression, and a maximum of collapse. The model uses Bishop's average skeleton stress as its first constitutive variable, favouring its numerical implementation in commercial numerical analysis codes (eg, finite element codes) and a unified treatment of saturated and unsaturated material states.  相似文献   

盾构隧道下穿管道施工引起的管-土相互作用研究     

可文海  管凌霄  刘东海  邓建林  李科  徐长节 《岩土力学》2020,41(1):221-228

采用Loganathan公式研究了盾构隧道下穿管道施工引起的地下管道处土体竖向位移，利用考虑土中剪力传递的Pasternak模型模拟管-土相互作用，运用修正Vlasov模型中的迭代流程计算出Pasternak模型的关键参数——弹性系数k与剪切系数gs。将计算结果与已有文献结果及工程监测数据进行对比，深入分析了迭代求解k、gs值的Pasternak模型与传统模型的计算差异，并进一步研究了土中剪力、管道与隧道的夹角、土体弹性模量及隧道半径的变化对管-土相互作用的影响。研究结果表明：迭代求解的k、gs值能提升Pasternak模型的精确度；土中剪力对管道竖向位移计算值的影响可达15.3%；随着管道与隧道夹角的减小，管道的竖向位移增大、弯矩减小；土体弹性模量与隧道半径的增大均会增加管道的竖向位移和弯矩。  相似文献   

花岗岩残积土动态冲击性能的SHPB试验研究     

刘新宇  张先伟  岳好真  孔令伟  徐超 《岩土力学》2020,41(6):2001-2008

为研究花岗岩残积土的动态冲击性能，开展了高速冲击下的分离式霍普金森压杆（SHPB）试验，与常规应变率下的试验结果比较，分析了高应变率对花岗岩残积土的应力?应变特性和强度的影响。结果表明：低、高应变率下的花岗岩残积土的?-?a（轴向应力?轴向应变）曲线均呈现出软化型。随着应变率 增加，?-?a曲线向?a增大的方向移动，破坏应变?af增加。但高应变率下?af增加的程度更加明显。花岗岩残积土的峰值强度普遍具有应变率依赖性，二者可用直线关系拟合，但低、高应变率下的拟合关系并不一致。提出了率敏性因子m定量评价依赖性强弱。研究发现，随着应变率的提高，强度的应变率依赖性减弱，低应变率下的m为26.694，而高应变率下仅为0.013。相关试验结果指出，高速冲击荷载对土体总体有害。工程中应该采取合理措施控制冲击荷载的危害。该研究有助于深化花岗岩残积土动态冲击性能的理解，为相关工程的施工与设计提供技术参考。  相似文献   

文克尔地基模型下液化土桩基水平振动响应分析     

熊辉  杨丰 《岩土力学》2020,41(1):103-110

在桩基顶部承受竖向荷载作用的条件下，将完全液化后的上层土体视为流体，将桩基等效为欧拉-伯努利梁模型，探讨了桩底嵌固时桩基顶部的水平振动阻抗。运用流体动力方程模拟顶部液化土层的运动，运用文克尔地基模拟下部非液化分层土的运动。结合传递矩阵法，利用液化土与非液化分层土交界面处的位移、转角和内力连续条件，得到桩基顶部和底部的相关位移?内力表达关系式。根据桩基底部的嵌固条件，求得桩顶阻抗的表达式。与已有文献解进行对比，验证了分析过程的正确性。对阻抗影响条件进行参数分析，表明液化深度、轴力和流体密度大小对桩顶阻抗有不同的影响。  相似文献   

基于级配方程的粗粒料压实特性试验研究     

吴二鲁  朱俊高  郭万里  陆阳洋 《岩土力学》2020,41(1):214-220

级配显著影响着堆石料的压实特性，定量表述级配对堆石料压实特性的影响至关重要。基于连续级配土的级配方程，设计了16组不同级配的试验粗粒料，进行了表面振动压实试验和侧限压缩试验，定量研究了级配对粗粒料压实特性的影响。研究表明：由表面振动压实（动应力）试验和侧限压缩（静应力）试验得到的干密度与级配曲线面积之间均呈二次函数关系，且干密度中的最大值对应的级配曲线面积均在0.9附近；无论是表面振动压实试验还是侧限压缩试验，堆石料都存在干密度最优（最大）的级配。依据试验成果，给出了所试验堆石料的最优级配区间（级配上、下包络线）；同时，利用相似级配法论证了实际级配粗粒料的最优级配区间，并根据国内外多座土石坝粗粒料的设计级配验证了该最优级配区间的普遍适用性，为土石坝粗粒料的级配设计提供了理论依据。  相似文献   

硅灰加固宁波软土的试验研究     

王泽平  王常明  江南  张在恒 《岩土工程技术》2020,(2):111-116,121

为探索硅灰对软土的力学性质的影响,以宁波鄞州地区一种淤泥质黏土为试样,掺入不同量的硅灰,对硅灰加固土的力学性质和结构特征进行了测试。采用三轴不固结不排水剪切试验,测试分析了不同掺入量的硅灰加固土的应力应变关系,通过扫描电镜SEM照片分析了不同硅灰掺入量的硅灰加固土的结构特征。结果表明:(1)硅灰可以提高软土的黏聚力,黏聚力随着硅灰掺入量的增加而增大;(2)随着硅灰掺入量的增加,硅灰加固土的抗变形能力呈先增加后减小的趋势;(3)同一围压条件下,随着硅灰掺入量的增加,硅灰加固土的破坏偏应力逐渐增加;(4)随着硅灰掺入量的增加,硅灰加固土中大孔隙逐渐减少,小孔隙逐渐数量增加,孔径<1μm的小孔隙组分逐渐占优。  相似文献   

冻融循环对土体强度变形参数的影响          下载免费PDF全文

张渭军 《探矿工程》2020,47(6):86-91

在寒区工程建设中，冻融循环会引起土强度和变形特性发生改变。为了研究多次冻融循环后土的强度和变形参数的变化量，本文以冻融和非冻融的粉质粘土饱和试样为研究对象，通过固结排水三轴剪切试验、三轴等向压缩试验和弹性模量试验，比较了冻融循环对土样强度参数和变形参数的影响。试验结果显示：冻融和非冻融试样的应力—应变关系曲线均呈应变硬化型，对于原状试样冻融作用破坏了其结构性；冻融作用导致土体强度的降低，主要体现在粘聚力的降低，约降低了55.6%；冻融循环对变形参数有明显的影响，其中最明显的是弹性模量的降低，降低了31.2%。该研究结论可为工程冻害处理提供参考，也可为相关研究的数值计算提供试验参数。  相似文献   

稻壳灰加筋土力学性能研究     

李丽华  余肖婷  肖衡林  马强  刘一鸣  杨星 《岩土力学》2020,41(7):2168-2178

稻壳灰与土体混合应用，一方面废弃资源再利用，环保，又可增强土体强度。通过三轴试验，研究不同比例稻壳灰混合黏土及其加筋土应力?应变性能、强度特性以及不同应变水平下模量、偏应力及加筋强度比等土体变化特征。试验结果表明，随稻壳灰比例增加，混合土最大干密度显著减小，最优含水率显著增加。添加不同比例稻壳灰对加筋土抗剪强度有较大影响，10%～15%稻壳灰比例下，加筋稻壳灰混合土初始切线模量和应力峰值达到最大，抗剪强度较优。与土工织物加筋稻壳灰混合土相比，土工格栅加筋稻壳灰混合土偏应力及抗剪强度更大，土工格栅层数对土体抗剪强度增大效果更明显，对应的应力?应变曲线拐点也更突出。试样弹性模量与稻壳灰比例及筋材种类、层数有关，加入稻壳灰后，土体弹性模量增长显著，土工格栅加筋稻壳灰混合土较优比例下可增加1.5倍多，稻壳灰及筋材均能有效提高土体强度。随加筋层数增加，稻壳灰混合土加筋强度比明显增大，与围压关系较小。  相似文献   

云南省新平县哀牢山地区富硒土壤成因及其影响因素研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

黄钊  陈政  薛传东  刀艳  许胜超  代达龙  吴松 《现代地质》2020,34(3):609-617

以云南省新平县者竜—戛洒地区1∶5万土地质量地球化学调查评价结果为基础,对该地区富硒土壤的成因及其影响因素进行分析,结果表明,研究区土壤硒平均含量为0.38 mg/kg,高于全国土壤硒平均含量0.29 mg/kg,按0.4 mg/kg相似文献   

A smoothed particle hydrodynamics modelling of soil–water mixing and resulting changes in average strength     

Wangcheng Zhang  Mark F. Randolph 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(11):1548-1569

Soil–water interaction is a pivotal process in many underwater geohazards such as underwater landslides where soil sediments gradually evolve into turbidity currents after interactions with ambient water. Due to the large deformations, multiphase interactions and phase changes this involves, investigations from numerical modelling of the transition process have been limited so far. This study explores a simple numerical replication of such soil–water mixing with respect to changes in average strength using smoothed particle hydrodynamics (SPH). A uniform viscoplastic model is used for both the solid-like and fluid-like SPH particles. The proposed numerical solution scheme is verified by single-phase dam break tests and multiphase simple shear tests. SPH combinations of solid-like and fluid-like particles can replicate the clay–water mixture as long as the liquidity index of the solid-like particles is larger than unity. The proposed numerical scheme is shown to capture key features of an underwater landslide such as hydroplaning, water entrainment and wave generation and thus shows promise as a tool to simulate the whole process of subaquatic geohazards involving solid–fluid transition during mass transport.  相似文献