饱和砂土相变状态边界面本构模型 被引量：14

1

作者 张卫华 赵成刚 傅方 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期930-939,共10页

为了很好地描述砂土的应力应变特征,通常利用以临界状态孔隙比为基础的状态参数建立弹塑性本构关系,但是对于密砂排水试验,临界状态参数很难测到。相变状态作为一特征状态,相关参数较容易测得。基于相变状态定义状态参量,并考虑应力诱... 为了很好地描述砂土的应力应变特征,通常利用以临界状态孔隙比为基础的状态参数建立弹塑性本构关系,但是对于密砂排水试验,临界状态参数很难测到。相变状态作为一特征状态,相关参数较容易测得。基于相变状态定义状态参量,并考虑应力诱发的各向异性,建立饱和砂土的边界面本构模型。最后,利用提出的模型参数得到的模拟结果与试验结果相吻合,较好地反映了密砂的应变强化和软化力学特征。 展开更多

关键词 密砂 相变状态 状态参量 剪胀 边界面 本构模型

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基于相变状态的非饱和砂土边界面本构模型 被引量：2

2

作者 张卫华 赵成刚 傅方 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期724-730,891,共7页

低围压下,由于吸力的存在,非饱和砂土相对于饱和砂土在剪切过程中会发生更大的体积变化,即剪胀,在整个应力应变行为中出现明显的剪胀和峰值特征点。基于此,本文基于相变状态定义状态参量β,考虑水力-力学性质耦合,引入模型参数,分别在... 低围压下,由于吸力的存在,非饱和砂土相对于饱和砂土在剪切过程中会发生更大的体积变化,即剪胀,在整个应力应变行为中出现明显的剪胀和峰值特征点。基于此,本文基于相变状态定义状态参量β,考虑水力-力学性质耦合,引入模型参数,分别在一般应力空间和三轴应力空间建立非饱和砂土的边界面本构模型。结果表明:在给定围压下,剪胀随着吸力的增加而增加,并伴随着体积增大,剪切强度提高。 展开更多

关键词 相变状态 非饱和砂土 状态参量 剪胀 边界面 本构模型

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砂-粉混合料不排水剪切相变强度特性试验研究

3

作者 吴彦燊 徐博远 +2 位作者 刘璐 薄昭 吴琪 《人民长江》 北大核心 2025年第1期187-192,共6页

砂-粉混合料是海岸工程建设中较为常见的岩土介质,其力学特性的研究对于海堤、防波堤等海岸防护工程的建设具有重要意义。其中相对密度(D_(r))和细粒含量(C_(F))对砂-粉混合料相变特性的影响仍需深入讨论。利用GDS静三轴仪,开展了一系... 砂-粉混合料是海岸工程建设中较为常见的岩土介质,其力学特性的研究对于海堤、防波堤等海岸防护工程的建设具有重要意义。其中相对密度(D_(r))和细粒含量(C_(F))对砂-粉混合料相变特性的影响仍需深入讨论。利用GDS静三轴仪,开展了一系列不同相对密度和细粒含量的砂-粉混合料固结不排水剪切试验。结果表明:D_(r)对砂-粉混合料相变状态时的孔隙水压力u_(e)、相变强度S_(PT)以及相变有效内摩擦角φ′_( PT)的影响较为显著;细粒含量对砂-粉混合料相变状态时的u_(e)、S_(PT)影响同样显著,但对φ′_( PT)几乎没有影响。提出了引入复合密实状态参数e×D_r来评价砂-粉混合料相变强度的方法,该方法展示出了较好的预测性,具有实际工程应用价值。 展开更多

关键词 砂-粉混合料 相变状态 相变角 相变强度 不排水剪切特性

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围压和密度对粗粒料临界状态力学特性的影响 被引量：6

4

作者 姜景山 左永振 +3 位作者 程展林 潘家军 张超 韦有信 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2021年第5期94-102,共9页

粗粒料的力学特性不仅取决于有效围压,还与密实程度密切相关。通过4组不同初始干密度粗粒料的大型三轴固结排水剪切试验,研究了围压和密度对粗粒料临界状态力学特性的影响。试验结果表明:软化型应力应变曲线破坏状态偏应力大于相变状态... 粗粒料的力学特性不仅取决于有效围压,还与密实程度密切相关。通过4组不同初始干密度粗粒料的大型三轴固结排水剪切试验,研究了围压和密度对粗粒料临界状态力学特性的影响。试验结果表明:软化型应力应变曲线破坏状态偏应力大于相变状态偏应力,而相变状态偏应力与临界状态偏应力较为接近;不同围压、不同密度的试验,随着剪切的进行,偏应力与平均正应力的应力比逐渐趋向于临界应力比,软化型试验应力比曲线呈单驼峰型形态,硬化型试验应力比曲线呈爬升型形态;临界孔隙比随临界平均正应力的增大而减小,随初始孔隙比的增大基本呈线性增大。研究成果可为特征状态参数研究和临界状态本构模型的建立提供依据。 展开更多

关键词 粗粒料 临界状态 力学特性 相变状态 密度 围压

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相变孔隙比与有效平均应力关系式的研究 被引量：1

5

作者 赵春雷 蔡国庆 赵成刚 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1007-1013,共7页

在不排水情况下,应用传统的孔隙比与有效平均应力的关系,即e-lgp表达式,计算饱和密砂、中密砂的相变状态参量的相变孔隙比ept时,存在参数不易确定、得到的相变状态参数不合理的不足。为了改善这一劣势,本文在详细地叙述e-lgp′表达式应... 在不排水情况下,应用传统的孔隙比与有效平均应力的关系,即e-lgp表达式,计算饱和密砂、中密砂的相变状态参量的相变孔隙比ept时,存在参数不易确定、得到的相变状态参数不合理的不足。为了改善这一劣势,本文在详细地叙述e-lgp′表达式应用的基础上,结合饱和砂土的特性,提出了初始孔隙比和相变有效平均应力的关系,即ept-lgp关系式。此关系式的物理意义明确,参数简单,方便计算相变孔隙比ept。通过排水和不排水三轴压缩试验分别对此关系式进行了验证,并与已有的相变状态参量曲线进行对比,结果表明本文提出的ept-lgp关系式是有效、合理的。 展开更多

关键词 饱和砂土 不排水 相变状态参量 相变孔隙比 ept-lgp

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主应力方向对饱和松砂不排水单调剪切特性影响的试验研究 被引量：26

6

作者 栾茂田 许成顺 +2 位作者 何杨 郭莹 李木国 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1085-1089,共5页

利用大连理工大学新开发的“土工静力–动力液压–三轴扭转多功能剪切仪”,针对相对密度为30%的福建标准砂,在不排水条件下控制试验过程中主应力方向、中主应力系数、平均主应力保持不变,进行了单调剪切试验。以此着重探讨了主应力方向... 利用大连理工大学新开发的“土工静力–动力液压–三轴扭转多功能剪切仪”,针对相对密度为30%的福建标准砂,在不排水条件下控制试验过程中主应力方向、中主应力系数、平均主应力保持不变,进行了单调剪切试验。以此着重探讨了主应力方向对有效内摩擦角、有效应力路径及应力-应变关系的影响。研究表明,主应力方向对在不排水条件下饱和松砂的单调剪切特性具有显著影响。 展开更多

关键词 主应力方向 中主应力系数 有效内摩擦角 相变状态 有效偏应力比 广义剪应变

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中主应力对饱和松砂不排水单调剪切特性的影响 被引量：20

7

作者 许成顺 栾茂田 +2 位作者 何杨 郭莹 李木国 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期689-693,共5页

利用土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪,针对相对密度为30%的福建标准砂,在不排水条件下控制主应力方向、中主应力系数、平均主应力保持不变,进行了单调剪切试验。以此着重探讨了中主应力系数对相变有效内摩擦角、峰值有效内摩擦... 利用土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪,针对相对密度为30%的福建标准砂,在不排水条件下控制主应力方向、中主应力系数、平均主应力保持不变,进行了单调剪切试验。以此着重探讨了中主应力系数对相变有效内摩擦角、峰值有效内摩擦角及有效应力路径的影响。研究表明,中主应力系数对在不排水单调剪切条件下饱和松砂的强度参数具有显著的影响,而对有效应力路径及应力-应变关系发展模式影响较小。基于广义双剪强度准则,从理论上探讨了土的强度参数对于中主应力的依赖性,并与试验结果进行了对比。 展开更多

关键词 中主应力系数 主应力方向角 有效内摩擦角 相变状态 有效偏应力比 广义剪应变

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砂土剪胀机理的研究 被引量：30

8

作者 迟明杰 赵成刚 李小军 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期99-104,共6页

从细观角度对砂土剪胀机理进行研究,通过简化提出一种简单的剪胀模型,推导结果表明孔隙比与主应力比有直接的关系,把所提出的剪胀模型与已有的剪胀机理相结合能够解释砂土的一些变形特性:密砂先剪缩后剪胀,并且无论多么密实的砂土都在... 从细观角度对砂土剪胀机理进行研究,通过简化提出一种简单的剪胀模型,推导结果表明孔隙比与主应力比有直接的关系,把所提出的剪胀模型与已有的剪胀机理相结合能够解释砂土的一些变形特性:密砂先剪缩后剪胀,并且无论多么密实的砂土都在加载初期出现剪缩现象;砂土越密实相变应力比越低,峰值应力比越高,剪缩过程越短,剪胀过程越明显;还可以解释卸载体缩、临界状态、相变状态等。模型可以解释砂土所具有的复杂的现象,有助于砂土剪胀(缩)机理的认识和理解。 展开更多

关键词 砂土 剪胀性 细观机理 卸载体缩 临界状态 相变状态

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干密度对粗粒料力学特性的影响 被引量：6

9

作者 姜景山 程展林 +1 位作者 左永振 丁红顺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期507-514,522,共9页

粗粒料的力学特性不仅取决于应力状态,还与粗粒料本身的松密程度密切相关,即与粗粒料的材料状态相关。通过不同初始干密度的粗粒料常规大型三轴各向等压固结排水剪切试验研究了干密度对粗粒料力学特性的影响。试验结果表明:粗粒料应力-... 粗粒料的力学特性不仅取决于应力状态,还与粗粒料本身的松密程度密切相关,即与粗粒料的材料状态相关。通过不同初始干密度的粗粒料常规大型三轴各向等压固结排水剪切试验研究了干密度对粗粒料力学特性的影响。试验结果表明:粗粒料应力-应变曲线的形态取决于密度和围压的共同作用,破坏状态之前密度和围压共同决定了粗粒料的强度和变形,而当应变足够大处于渐进状态或临界状态时,粗粒料的应力和体积应变受初始干密度的影响逐渐减小直至消失。对于软化型曲线,相变状态的应力小于渐进状态的应力,而渐进状态的应力小于破坏状态的应力。无论围压大小如何,随着初始干密度的增大,应力-应变曲线的硬化性逐渐减弱,而软化性则逐渐增强。 展开更多

关键词 粗粒料 干密度 力学特性 相变状态 临界状态 渐进状态 应力-应变关系

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排水条件下饱和砂土单调剪切特性试验研究 被引量：2

10

作者 冷艺 栾茂田 +1 位作者 许成顺 马太雷 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期98-104,共7页

应用大连理工大学研发的土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪,控制试验过程的平均主应力和中主应力系数保持恒定,改变主应力方向,针对相对密度为30%、60%的饱和福建标准砂,进行一系列排水单调剪切试验.主要探讨排水条件下主应力方... 应用大连理工大学研发的土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪,控制试验过程的平均主应力和中主应力系数保持恒定,改变主应力方向,针对相对密度为30%、60%的饱和福建标准砂,进行一系列排水单调剪切试验.主要探讨排水条件下主应力方向和相对密度对砂土应力-应变关系、有效内摩擦角及体变特性的影响.试验结果表明:主应力方向对饱和砂土的单调剪切特性具有显著影响;不同主应力方向对应的应力-应变关系所表现出的变化规律取决于水平面与竖直面上受到的剪应力作用,相变及峰值广义剪应力和有效内摩擦角与主应力方向角之间存在抛物线型关系.同时相对密度的影响也不容忽略;同中密砂相比,松砂的剪缩现象明显,其峰值抗剪强度降低. 展开更多

关键词 主应力方向 排水单调剪切 相变状态 峰值状态 有效摩擦角

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复杂应力条件下饱和砂土单调剪切特性的试验研究 被引量：2

11

作者 冷艺 许成顺 +1 位作者 栾茂田 马太雷 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期21-28,共8页

利用土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪,针对相对密度为30%的福建标准砂,进行了复杂初始固结条件下应力路径变化的应力控制式单调排水与不排水剪切试验。控制试验过程的平均主应力保持不变,变化中主应力系数和主应力方向,分别探... 利用土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪,针对相对密度为30%的福建标准砂,进行了复杂初始固结条件下应力路径变化的应力控制式单调排水与不排水剪切试验。控制试验过程的平均主应力保持不变,变化中主应力系数和主应力方向,分别探讨在不同排水条件下中主应力系数和主应力方向对饱和砂土剪切特性的影响。通过对比表明:与排水条件无关,中主应力系数对归一化的应力-应变关系具有影响,但对体变或孔压的影响并不明显。初始条件相同,偏应力比随中主应力系数的增大而降低。主应力方向的影响同样显著,排水试验的主应力方向角不同时应力-应变关系所表现出的变化规律取决于水平面与竖直面上受到的剪应力作用。不排水试验的峰值有效偏应力比随着主应力方向角的增大而减小。 展开更多

关键词 单调剪切 中主应力系数 主应力方向 相变状态 峰值状态 有效偏应力比

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复杂应力条件下饱和砂土排水剪切强度的试验研究 被引量：2

12

作者 冷艺 栾茂田 +1 位作者 许成顺 马太雷 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1620-1626,共7页

针对相对密度为30%的福建标准砂,利用土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪,在不同初始固结条件下控制试验过程的平均主应力保持不变,改变中主应力系数和主应力方向,进行了应力控制式单调排水剪切试验,着重探讨中主应力系数和主应力... 针对相对密度为30%的福建标准砂,利用土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪,在不同初始固结条件下控制试验过程的平均主应力保持不变,改变中主应力系数和主应力方向,进行了应力控制式单调排水剪切试验,着重探讨中主应力系数和主应力方向对砂土剪切强度的耦合影响。试验结果表明:在相同的试验条件下,中主应力系数对饱和标准砂的应力-应变关系具有影响,但对体变特性的影响并不明显。上述现象同初始固结应力比的大小无关。平均主应力一定,广义剪应力随中主应力系数增大而降低的趋势同时依赖于主应力方向的作用。中主应力系数对内摩擦角的放大效应同样受到主应力方向的影响。基于广义双剪应力准则,引入考虑主应力方向影响程度的权重系数,结合试验结果给出了考虑中主应力系数和主应力方向耦合影响的强度指标表达式。 展开更多

关键词 单调排水剪切 中主应力系数 主应力方向 相变状态 峰值状态 内摩擦角

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剪胀性饱和砂土弹塑性模型 被引量：4

13

作者 董晓丽 赵成刚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期541-546,731,共6页

在修正剑桥模型基础上,本文建立的剪胀性饱和砂土弹塑性模型使用相变状态参数描述剪胀性饱和砂土剪胀特性,克服了修正剑桥模型不能直接模拟剪胀砂土力学行为这一局限性。该模型有两方面的改进:一方面,模型将剪胀应力比Md引入剪胀方程;... 在修正剑桥模型基础上,本文建立的剪胀性饱和砂土弹塑性模型使用相变状态参数描述剪胀性饱和砂土剪胀特性,克服了修正剑桥模型不能直接模拟剪胀砂土力学行为这一局限性。该模型有两方面的改进:一方面,模型将剪胀应力比Md引入剪胀方程;另一方面,模型在塑性功基础上提出用与应力路径无关的硬化参数来替代修正剑桥模型中的塑性体积应变增量。通过试验验证及与修正剑桥模型计算结果对比,结果表明,该模型较适合模拟剪胀性饱和砂土的力学性能,同时也能较好地体现较密实砂土的硬化及软化现象。模型共8个参数,用常规三轴试验就可获取。 展开更多

关键词 相变状态 剪胀 饱和砂土 弹塑性模型

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