王涛 朱俊高,2) 刘斯宏

* (河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098)

† (河海大学水利水电学院,南京 210098)

引言

土石混合料是指由大粒径块石和作为填充成分的细粒土组成的混合料[1-2].土石混合料在自然界中分布广泛,可作为基础填筑材料应用于水利、铁路、公路等工程建设之中.作为典型的二元混合颗粒材料,土石混合料的力学特性与细料含量(fc)密切相关.细料含量较低时,土石混合料由石料承担骨架,其力学特性主要由石颗粒间的摩擦特性决定;细料含量超过阈值细料含量时,土石混合料由土料承担骨架,石颗粒悬浮在土料骨架基质中,其力学特性主要由土颗粒间的摩擦特性决定[3].

目前,国内外学者针对土石混合料已开展了大量的室内试验[4-6]、现场试验[7-8]与数值模拟[9-11]研究,发现土石混合料的抗剪强度、剪胀特性、临界状态线与破坏模式等均与细料含量密切相关.然而,有关细料含量对土石混合料塑性行为的影响却鲜有研究,从细观层面阐明细料含量对土石混合料塑性行为的影响机制,对建立合理的弹塑性本构模型具有重要意义.

为了模拟土石混合料的应力应变关系,近年来众多唯象类本构模型相继被提出[12-13],这些本构模型是在总结试验规律基础上提出的,能够较好地拟合试验结果,但是缺乏物理机制的支撑.土石混合料是离散颗粒组成的集合体,其宏观应力应变由集合体内部接触的几何分布与接触力……