基于参考压缩线的砂土压缩模型

等向压缩线不唯一及V-lgp空间内非线性变化是砂土压缩模型构建过程中存在的两大问题。通过分析砂土的等向压缩曲线变化特征,结合其力学特性提出了与临界状态线在0点相交并与其它等向压缩线在高压下相互汇聚的等向压缩线作为参考压缩线。采用ln(V-Vmin)-(p/pa)ξ空间内线性函数来描述参考压缩线与临界状态线。利用当前体积到参考压缩线的距离构建状态参量并建立修正函数以获取其它体积下的压缩曲线斜率。参考压缩线及弹性变形规律。基于参考压缩线建立的砂土压缩模型不仅表现出砂土在低应力段的小变形特征及高压下的近似线性关系,而且能够描述极限体积附近的低压缩性特征。模型预测与Toyoura砂等向压缩试验及循环压缩试验、弯曲元试验及共振柱试验对比结果表明,提出的砂土压缩模型不仅能够很好地描述Toyoura砂的压缩特性,而且能够较为可靠地预测砂土弹性变形趋势。

基于临界状态的砂土本构模型研究

砂土孔隙比及所受压力是其力学特性的重要影响因素.本文基于砂土临界状态线特性分析,采用以e-(p/p_a)~ξ平面内的线性关系描述其等向压缩线.通过对比分析两种不同压缩线函数与临界状态线函数之间的关系提出更适合描述砂土在等向压缩下的参考压缩线,并给出了基于参考压缩线的等向硬化规律.建议了适用于描述砂土剪切特性的屈服面函数,并给出利用等向压缩和等p路径确定屈服面形状参数μ的方法.将不同应力比对应的压缩线作为砂土状态参量参考线,以获取潜在强度M_f与特征状态应力比M_c,进而描述砂土压缩与剪切特性;基于等向压缩与等p路径建立了当前应力比与状态参量参考线之间的相关关系,从而实现了砂土状态参量参考线由参考压缩线向临界状态线平稳过渡.建立的砂土本构模型共11个参数,均能够通过常规土工试验或经验获取.基于模型预测与Toyoura砂的等向压缩、三轴不排水剪切试验及排水剪切试验的对比结果,本文建立的砂土本构模型很好地描述了Toyoura砂在不同孔隙比和不同压力下的压缩与剪切特性.