土石混合体大型三轴剪切变形特性及模拟方法

作     者：罗亚琼 张超 李洁 卢霖 任中俊 LUO Yaqiong;ZHANG Chao;LI Jie;LU Lin;REN Zhongjun

作者机构：昆明理工大学津桥学院建筑工程学院云南昆明650106 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 重庆科创职业学院建筑工程系重庆402100 湖南第一师范学院数学与统计学院湖南长沙410205 

基　　金：国家自然科学基金(51204067) 湖南省教育厅科学研究项目(21B0489,19B193) 重庆市教委科学技术研究计划项目(KJQN202205403) 

出 版 物：《水利水电技术（中英文）》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2023年第54卷第5期

页      码：168-176页

摘      要：土石混合料是山区高填路基工程常见的填筑材料,其剪切变形特性及模拟方法是路基填筑设计的重要依据,但其研究仍存在诸多问题。【目的】为了更全面弄清多因素影响下土石混合体剪切变形特性,建立一种能够模拟土石混合体剪切变形过程的本构模型。【方法】首先,考虑含石量、含水率、岩性和土性等四种因素,采用正交设计试验方法,开展多因素多水平下土石混合体大型三轴剪切试验研究;然后,引入统计损伤力学理论,建立土石混合体轴向损伤模型和轴向损伤演化模型,进而建立土石混合体统计损伤本构模型,给出模型参数的确定方法;最后,将理论模型曲线与土石混合体剪切试验曲线进行比较。【结果】结果显示:土石混合体轴向剪切变形呈明显的阶段性特征;随着含石量由25%增加至70%,内摩擦角由35.5°近似线性增加至46.8°;内摩擦角不随土性和岩性的改变而显著变化;随着含水率由0增加至5%,内摩擦角由40.2°增加至42.4°,但随着含水率持续增加至试样饱和,内摩擦角逐渐减小至36.8°;此模型能够较好地模拟不同围压条件下土石混合体应力-应变试验曲线。【结论】结果表明:随着围压的增大,应变类型由软化型不断向硬化型转变,体应变由剪胀型不断向剪缩型转变;土石混合体内摩擦角的影响因素主次排序为含石量→含水率→岩性→土性;统计损伤理论能够应用于阐释土石混合体变形力学特性。

主 题 词：土石混合体 大型三轴试验 剪切特性 影响因素 本构模型 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0814[工学-地质类] 

D　O　I：10.13928/j.cnki.wrahe.2023.05.016

馆 藏 号：203122295...