陆业奇，刘斯宏，傅中志

(河海大学水工结构研究所，江苏南京 210098)

非饱和土是多相混合体，通常认为是由土骨架、孔隙水和孔隙气三相组成.Fredlund等[1]认为:应将收缩膜(液-气分界面)作为独立的第四相，其状态对非饱和土的强度、变形等特性均具有显著的影响;建立非饱和土平衡条件时，需要同时考虑土体的整体平衡和收缩膜的局部平衡，故建议采用净应力和基质吸力2个应力变量来描述非饱和土的应力状态.Fredlund的双应力变量物理意义明确，且在试验中可以独立控制，在20世纪90年代非饱和土本构模型研究中得到了广泛的运用[2-3].但基于净应力和基质吸力的本构模型在数值计算中有诸多不便:非饱和土数值计算中通常假定孔隙气压力为常量，故净应力与基质吸力分别对应总应力与负孔压，无法实现非饱和状态与饱和状态之间的连续过渡[4].正因为如此，许多学者近年来重新审视了Bishop的广义有效应力原理[5-6]，并提出了一系列基于广义有效应力与基质吸力的本构模型[7-8].

运用Bishop建议的有效应力必然涉及有效应力组合系数 χ的选择.原则上 χ可以作为饱和度Sw的函数，亦可取作基质吸力s的函数[9].Houlsby[10]通过能量分析指出:若将Bishop有效应力公式(1)中的 χ取为Sw，则有效应力与应变共轭，s与体积含水率nSw共轭，这为采用广义有效应力原理提供了理论基础.

采用Sw作为 χ还可以直接反应出土体含水量对材料强度、变形等力学特性的影响[9].此外，对土体的总应力平衡方程和……