结构性黄土的本构模型

结构性黄土的本构模型

黄土是一种典型的结构性土,在我国分布广泛,大量的工程活动在黄土地区

上进行。而由于黄土特殊的性质、黄土地区水文气候等地质环境条件,以及人类工程活动的影响,黄土地区的灾害极为发育。

因此正确认识结构性黄土的力学性质,找到一个能准确描述结构性黄土力学行为的本构模型,对结构性黄土的力学行为进行准确的描述与预测显得尤为重要。本文以具有结构性的天然黄土为研究对象,通过基本的土工试验得到结构性黄土的基本物理力学参数,在上下负荷面模型的概念基础上,针对结构性黄土,对结构性状态变量演化式进行了修改,推导出了一个能准确描述黄土结构性的本构方程,采用Fortran语言进行编程,通过与一维固结实验和三轴固结排水剪切试验数据的对比,对模型进行验证。

开展的工作主要包括以下几个方面:(1)通过土工试验确定L5黄土的基本性质,对L5原状和重塑试样分别进行静止侧压力实验、一维和等向固结实验,以及三轴固结排水实验。对比研究原状黄土的结构性。

(2)在上下负荷面模型的基础上,针对结构性黄土,从e-lnp曲线出发分析了黄土的超固结与结构性,利用孔隙比之差的概念,改进结构性状态变化参数R~*

的演化式,使模型能更好的描述天然黄土(结构性黄土)在屈服前后不同的应力应变关系,使参数概念更清晰,推导出了一个结构性黄土的本构方程。(3)通过实验和简单的试算确定L5模型的参数。

(4)采用Fortran语言进行编程,通过基本土工试验确定模型参数,与一维固结实验和三轴固结排水剪切试验数据进行对比。通过对比可得,本文模型能较好的描述结构性黄土的应力应变关系。