非饱和膨胀土的结构损伤模型及其在土坡多场耦合分析中的应用

作者：卢再华; 陈正汉; 方祥位; 郭剑峰; 周海清

来源：应用数学和力学, 2006, (07): 781-788.

• 非饱和膨胀土
• 弹塑性损伤模型
• 固结
• 边坡
• 降雨
• 蒸发
• 数值分析

针对原状膨胀土对气候变化反映敏感的特点和其具有胀缩性、裂隙性、超固结性等力学特性,以非饱和土力学和损伤力学为基础,建立了一个非饱和膨胀土的弹塑性损伤本构模型及相应的固结模型.把原状膨胀土看成是由未损部分和损伤部分的复合体,未损部分用非饱和土的非线性本构关系描述,损伤部分用损伤演化方程和两个屈服面(即,加载屈服面和剪切屈服面)描述.其中的损伤演化方程包括加载引起的损伤和干湿循环引起的损伤两个方面,用作者研制的CT_三轴试验确定.设计了相应的有限元程序UESEPDC;对非饱和膨胀土边坡进行了三相多场耦合问题的数值分析.分析分为4个阶段,得到了边坡在每一分析阶段的应力场、位移场、孔隙水压力场、孔隙气压力场、含水量场、基质吸力场、结构损伤演化场和塑性区扩展的动态图,较好地揭示了膨胀土边坡在开挖和气候变化条件下逐渐发生失稳滑动的现象及其机理.

• 单位
  中国人民解放军陆军勤务学院; 中国人民解放军海军工程大学