[發明專利]一種非飽和土的統一強度理論的構建方法

無效

• 申請號: 201410318957.0
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104091068A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張常光;趙均海;范文;朱倩;孫珊珊;張冬芳
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種非飽和土的統一強度理論的構建方法。

背景技術

大部分巖土問題都會涉及土的強度，研究非飽和土的強度是非飽和土理論及其工程應用的首要問題。工程實踐中非飽和土大多數處于復雜應力作用下，非飽和土已有的剛性、柔性及剛柔復合型真三軸試驗表明：中間主應力對非飽和土的強度具有顯著影響，但現有的非飽和土強度公式多是由不考慮中間主應力影響的飽和土Mohr-Coulomb(M-C)強度準則擴展得到，代表性的有：Bishop有效應力型強度公式、Fredlund雙應力狀態變量型強度公式或吸應力型強度公式，均不能很好地反映非飽和土的三向應力狀態及真實強度特性。利用外接圓Drucker-Prager(D-P)準則的修正劍橋模型或非線性Spatially?Mobilized?Plane(SMP)準則而建立的非飽和土本構模型，在一定程度上考慮了中間主應力對非飽和土強度的提高作用，但其結果存在明顯不足或僅適用于某一類特定的非飽和土。俞茂宏提出的雙剪單元體模型及統一強度理論具有廣泛的理論意義，但因未考慮基質吸力的影響而不適用于非飽和土。筆者將俞茂宏統一強度理論和Fredlund雙應力狀態變量相結合，利用類比方法建立了非飽和土的抗剪強度統一解，但缺少堅實的理論基礎和合理的力學模型解釋，也沒有經過非飽和土的真三軸試驗驗證。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種非飽和土的統一強度理論的構建方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種非飽和土的統一強度理論的構建方法，包括如下步驟：

S1、構建三向受壓應力狀態下適用于非飽和土的雙剪單元體模型；

S2、假設作用于步驟S1所得的雙剪單元體模型上的兩個較大剪應力及其面上的正應力影響函數達到某一極限值時，非飽和土雙剪單元體開始發生屈服或破壞；基質吸力(u_a-u_w)所引起的吸附強度c_s僅提高非飽和土的強度，不改變非飽和土的凈法向應力張量(σ_ij-u_aδ_ij)，采用兩個方程和附加判別條件的建模方法，非飽和土統一強度理論的定義式為

F＝τ₁₃+bτ₁₂+A(σ₁₃+bσ₁₂)＝B，當τ₁₂+Aσ₁₂≥τ₂₃+Aσ₂₃時???(1a)

F′＝τ₁₃+bτ₂₃+A(σ₁₃+bσ₂₃)＝B，當τ₁₂+Aσ₁₂≤τ₂₃+Aσ₂₃時???(1b)

其中，A為反映正應力對非飽和土屈服或破壞的影響系數，B為非飽和土的強度參數，并取壓應力為正。

S3、通過非飽和土的單軸拉伸強度σ_t與單軸壓縮強度σ_c確定參數A和B，其條件為

σ₁＝σ₂＝0??σ₃＝-σ_t?????(2a)

σ₁＝σ_c???σ₂＝σ₃＝0?????(2b)

由此得出參數A和B分別為