土结构性本构模型研究综述
2017-03-08刘帅帅柳艳华李丹梅
河南城建学院学报 2017年6期
刘帅帅,柳艳华,李丹梅
(长安大学 公路学院,陕西 西安 710054)
土体的结构性,是指土颗粒和孔隙的性状和排列形式(或称组构)及颗粒之间的相互作用。绝大部分天然土体都具有结构性,较强的结构特性对土体的强度与变形影响显著,可以说土的结构性是决定各类土力学特性的一个最为根本的内在因素[1]。要想合理反应土体的应力应变关系,就必须对其结构性有正确的认识。而实际上目前大部分本构模型是针对饱和重塑土或者砂土建立起来的,天然土体本身具有的结构特性,导致用于工程计算时,产生较大的偏差。也正如我国学者沈珠江所提出的建立土体结构性的数学模型,是21世纪土力学的核心问题[2]。
研究土结构性问题的根本目的在于揭示结构性及其变化的力学效果[3]。谢定义[1]指出,当前关于土体结构性研究主要有三大基本途径:①基于微结构形态学的研究方法。它是借助光电量测技术,着重分析微观下土体颗粒或颗粒小团体在荷载作用下的变化规律,定量描述土体变形、破坏、蠕变等的作用原理,然后进行微结构力学效应分析,建立土体变形、强度等宏观变量与微观结构的关系。②基于固体力学的研究方法。它是从数学力学的观点出发,借助连续体损伤力学(CDM)、扰动状态理论等,建立一种能够有效反应土体在荷载作用下应力应变关系的力学模型。③基于土力学的研究方法。随着饱和重塑土的力学理论越来越成熟,对原状土与饱和重塑土进行试验研究,通过对比分析,从而引进表征土体结构性的参数来建立相应的结构性模型。……
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